Question

【題目】低碳經(jīng)濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟模式，低碳經(jīng)濟的概念在中國正迅速從高端概念演變成全社會的行為，在新能源汽車、工業(yè)節(jié)能等多個領(lǐng)域都大有作為．請運用化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識研究碳及其化合物的性質(zhì)
（1）實驗室里常用NaOH溶液吸收CO2 ， 若用100mL 3molL﹣1的NaOH溶液吸收4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）CO2 ， 完全吸收反應(yīng)后，所得溶液中離子濃度由大到小的順序為
（2）工業(yè)上可利用CO或CO2來制備清潔液體燃料甲醇．已知：800℃時，化學(xué)反應(yīng)①、反應(yīng)②對應(yīng)的平衡常數(shù)分別為2.5、1.0反應(yīng)①：2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）△H=﹣90.8kJmol﹣1
反應(yīng)②：H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g）△H=+41.2kJmol﹣1
寫出用CO2與H2反應(yīng)制備甲醇的熱化學(xué)方程式 ， 800℃時該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K的數(shù)值為
（3）利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O（g）轉(zhuǎn)化為CH4和O2 ， 紫外線照射時，在不同催化劑（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時間的變化如圖1所示，在0﹣15h內(nèi)，對反應(yīng)催化效果最好的催化劑是（填序號）
（4）一定溫度下，在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)②，已知c（CO）隨反應(yīng)時間t的變化曲線a如圖2所示，在t1時刻改變一個條件，曲線a變?yōu)閎，則改變的條件是 ， 若在t1時刻，將容器體積3L快速壓縮至2L，在圖上畫出變化曲線
（5）鋇及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，在地殼中常以硫酸鹽的形式存在，BaSO4是難溶性鹽．工業(yè)上提取鋇時首先用Na2CO3溶液將BaSO4轉(zhuǎn)化成難溶弱酸鹽（BaCO3）．請寫出將BaSO4轉(zhuǎn)化成BaCO3的離子方程式該反應(yīng)的平衡常數(shù)為（填具體數(shù)字），已知Ksp（BaSO4）=1.1×10﹣10mol2L﹣2 ， Ksp（BaCO3）=2.5×10﹣9mol2L﹣2

Answer 1

【答案】
（1）c（Na+）＞c（HCO3﹣）＞c（CO32﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）
（2）CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（l）△H=﹣49.6kJ/mol；2.5
（3）Ⅱ
（4）加入催化劑；
（5）BaSO4（s）+CO32﹣（aq）=BaCO3（s）+SO42﹣（aq）；0.044
【解析】解：（1）CO2物質(zhì)的量為 =0.2mol，NaOH物質(zhì)的量為0.1L×3mol/L=0.3mol，由于1＜n（NaOH）：n（CO2）=3：2＜2，發(fā)生反應(yīng)：2CO2+3NaOH=Na2CO3+NaHCO3+H2O，Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量相等，碳酸根離子和碳酸氫根離子水解而使溶液呈堿性，即c（OH﹣）＞c（H+），碳酸根離子水解生成碳酸氫根離子，所以c（HCO3﹣）＞c（CO32﹣），由于水解程度較小，所以c（CO32﹣）＞c（OH﹣），故溶液中各離子濃度大小順序是c（Na+）＞c（HCO3﹣）＞c（CO32﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）， 所以答案是：c（Na+）＞c（HCO3﹣）＞c（CO32﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）；（2）反應(yīng)①：2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）△H=﹣90.8kJmol﹣1,反應(yīng)②：H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g）△H=+41.2kJmol﹣1,根據(jù)蓋斯定律，①+②可得：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（l）△H=﹣49.6kJ/mol，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K= = × =2.5×1=2.5，所以答案是：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（l）△H=﹣49.6kJ/mol；2.5；（3）由圖可知，在0﹣15h內(nèi)，催化劑Ⅱ在相同時間內(nèi)CH4產(chǎn)量高，對反應(yīng)催化效果最好的催化劑是Ⅱ，
所以答案是：Ⅱ；（4）在t1時刻改變一個條件，曲線a變?yōu)閎，縮短到達平衡的時間，反應(yīng)速率加快，平衡時CO的濃度不變，改變不影響平衡移動，不可能是升高溫度，反應(yīng)②是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，增大壓強平衡不移動，但CO的濃度會增大，可能改變的條件是加入催化劑；若在t1時刻，將容器體積3L快速壓縮至2L，壓強增大，反應(yīng)速率加快，縮短到達平衡的時間，不影響平衡移動，平衡時CO的濃度變?yōu)? =0.45mol/L，在t1時刻瞬間CO的濃度為0.3mol/L，畫出變化曲線為： ，
所以答案是：加入催化劑； ；（5）將BaSO4轉(zhuǎn)化成BaCO3的離子方程式：BaSO4（s）+CO32﹣（aq）=BaCO3（s）+SO42﹣（aq），該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= = = =0.044，所以答案是：BaSO4（s）+CO32﹣（aq）=BaCO3（s）+SO42﹣（aq）；0.044．
【考點精析】認真審題，首先需要了解化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征(化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應(yīng)仍在進行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）)，還要掌握化學(xué)平衡的計算(反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%)的相關(guān)知識才是答題的關(guān)鍵．