Question

【題目】CO2既是溫室氣體，也是重要的化工原料，以CO2為原料可合成多種有機(jī)物。

（1）CO2可用于生產(chǎn)甲醇，已知：2CO2(g)+6H2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH=QkJ/mol。一定條件下，按不同的投料比X(X=n(H2)/n(CO2))向某容積可變的恒壓密閉容器中充入CO2、H2，測得不同投料比時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。

①X1_______X2（填“>”或“<”，后同），Q_______0。

②圖中A、B、C三點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為______。

③TK時(shí)，在該容積可變的恒壓密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

物質(zhì)的量(mol) 時(shí)間(min)	0	5	10	15	20
H2(g)	6.00	5.40	5.10	5.80	5.80
CO2(g)	2.00	1.80	1.70	1.60	1.60
CH2=CH2(g)	0	0.10	0.15	0.20	0.20

已知在10min時(shí)只改變了一個(gè)反應(yīng)條件，用改變的條件可能是______。

④下列情況下能表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____。

a.氣體密度不變 b.混合氣休的平均摩爾質(zhì)量不變 c.消耗速率：2v(H2O)=v(CO2)

（3）常溫下，用NaOH溶液作CO2捕捉劑不僅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工產(chǎn)品Na2CO3。

① 若某次捕捉后得到pH=10的溶液，則溶液中c(CO32-):c(HCO3-)=______ ［常溫下K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11］。

② 欲用5L Na2CO3溶液將23.3 g BaSO4固體全都轉(zhuǎn)化為BaCO3，則所用的Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度至少為_________。[已知：常溫下Ksp(BaSO4)=1×10-7、Ksp(BaCO3)=2.5×10-6]。（忽略溶液體積積的變化）

Answer 1

【答案】 > < KA>KB=KC 向體系中加入1molH2 ab 1:2 0.52mol/L

【解析】（1）①相同條件下增大氫氣濃度提高二氧化碳轉(zhuǎn)化率，則X1＞X2；升高溫度轉(zhuǎn)化率降低，這說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則Q＜0。②平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，則圖中A、B、C三點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為KA＞KB＝KC。③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知最終平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量大于10min時(shí)氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)10min～15min時(shí)消耗的CO2物質(zhì)的量是0.1mol可知消耗氫氣是0.3mol，而15min時(shí)氫氣的物質(zhì)的量比10min時(shí)多0.7mol，因此改變的條件可能是向體系中加入1molH2。④a.氣體質(zhì)量不變，但容器容積變化，因此氣體密度不變能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a正確；b. 混合氣的平均相對分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量和物質(zhì)的量均是變化的，因此混合氣休的平均摩爾質(zhì)量不變能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，b正確；c.消耗速率：2v(H2O)＝v(CO2)不能說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，c錯(cuò)誤；答案選ab；（3）①若某次捕捉后得到pH＝10的溶液，則溶液中氫離子濃度是10－10mol/L，根據(jù)碳酸的第二步電離平衡常數(shù)可知溶液中c(CO32-):c(HCO3-)＝5×10-11/10－10＝1：2。②硫酸鋇的物質(zhì)的量是23.3g÷233g/mol＝0.1mol，消耗碳酸鈉是0.1mol。根據(jù)方程式BaSO4+CO32－＝BaCO3+SO42－可知反應(yīng)后溶液中硫酸根的濃度是0.1mol÷5L＝0.02mol/L，則碳酸根的濃度是，所以所用的Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度至少為0.5mol/L+0.1mol÷5L＝0.52mol/L。