Question

【题目】甲醇是一种可再生的绿色能源，CO2是一种温室气体，它们都是重要的化工原料．
（1）已知CO的燃烧热△H为﹣283kJmol﹣1 ， CO （g）+2H2 （g）CH3OH （1）；△H=﹣129kJmol﹣1 ， 欲求出CH3OH的燃烧热，则需要知道一个反应，该反应的热化学方程式为 ． （反应热直接用△H表示）．
（2）向温度不同容积均为1L的a、b、c、d、e五个恒容密闭容器中各充入3molCO2、7molH2O的混合气体，控制适当条件使其同时发生反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=QkJmol﹣1 ， 反应过程中维持各容器温度不变，测得t1时刻各容器中H2O的体积分数（H2O） 如图所示．

①Q（填“＞”或“＜”），五个容器中肯定处于非平衡状态的是
②t1时刻时，容器a中正反应速率（填“大于”“小于”或“等于”）容器e中正反应速率．
③Td℃时，该反应的平衡尝试K= ．
④欲提高H2的转化率，可采取的措施有（写出两种）．
（3）碳捕捉技术的应用既可降低碳排放也可得到重要的化工产品．
①NaOH溶液是常用的碳捕捉剂，若某次捕捉后得到的溶液中c（HCO3﹣）：c（CO32﹣）=2：1，则所得溶液的pH=[常温下 K1（H2CO3）=4.4×10﹣7、K2 （HCO3﹣）=5x 1O﹣11]．
②在清除锅炉水垢的过程中，需要用Na2CO3将水垢中的CaSO4转化为CaCO3 ， 将微溶的CaSO4难溶性的CaCO3的理由是 ．

Answer 1

【答案】
（1）2H2 （g）+O2 （g）?2H2O（l）△H
（2）＜；a、b；小于；4；降低温度或者增大二氧化碳的量或者增大压强
（3）10；CaSO4难溶于酸，而CaCO3易溶于酸中
【解析】解：（1）欲求出CH3OH的燃烧热，根据CH3OH燃烧生成二氧化碳和液态水，所以根据盖斯定律还应该有生成二氧化碳和液态水的热化学方程式，又已知CO的燃烧热△H为﹣283kJmol﹣1 ， 即CO （g）+ O2 （g）CO2（g）△H=﹣283kJmol﹣1；那还必须有生成液态水的热化学方程式，则需要知道一个H2 （g）燃烧的热化学方程式，所以该反应的热化学方程式为2H2 （g）+O2 （g）2H2O（l）△H，所以答案是：2H2 （g）+O2 （g）2H2O（l）△H；（2）①a、b、c、d、e五个恒容密闭容器，由图象可知对应温度依次升高，则反应速率也依次增大，由于c中水的体积分数最大，表明t1时刻d、e已处于平衡状态，a、b肯定没有达到平衡状态，c可能处于平衡状态；又因为达到平衡后，升高温度水的体积分数反而减小，说明升高温度平衡向逆反应进行，则正反应为放热反应，即△H＜0，所以答案是：＜；a、b；②t1时刻时，a、e容器水的体积分数相等，说明a、e容器中反应物浓度相同，又e容器温度大于a，所以容器a中正反应速率小于容器e中正反应速率，所以答案是：小于；③

	CO2（g）+	3H2（g）		CH3OH（g）+	H2O（g）
开始	3mol	7mol		0	0
转化	x	3x		0	0
平衡	3﹣x	7﹣3x		x	x

根据Td℃时，平衡水的体积分数为 ，所以 = ，解得x=2，
则根据K= = =4，所以答案是：4；④根据CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）为体积减小的放热反应，所以欲提高H2的转化率，可以降低温度或者增大二氧化碳的量或者增大压强，所以答案是：降低温度或者增大二氧化碳的量或者增大压强；（3）①某次捕捉后得到的溶液中c（HCO3﹣）：c（CO32﹣）=2：1，则溶液酸碱性主要由CO32﹣+H2OHCO3﹣+OH﹣ ， K=
= ，所以c（OH﹣）= =10﹣4 ， 则pH=﹣lgc（H+）=10，所以答案是：10；②因为CaSO4难溶于酸难除去，而CaCO3易溶于酸中易除去，所以在清除锅炉水垢的过程中，需要用Na2CO3将水垢中的CaSO4转化为CaCO3 ， 所以答案是：CaSO4难溶于酸，而CaCO3易溶于酸中．
【考点精析】通过灵活运用化学平衡状态本质及特征，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）即可以解答此题．