Question

【題目】化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的基本原理是借助載氧劑(如Fe2O3，FeO等)將燃料與空氣直接接觸的傳統(tǒng)燃燒反應(yīng)分解為幾個氣固反應(yīng)，燃料與空氣無須接觸，由載氧劑將空氣中的氧氣傳遞給燃料�；卮鹣铝袉栴}：

(1)用FeO作載氧劑，部分反應(yīng)的lgKp與溫度的關(guān)系如圖所示。［已知：平衡常數(shù)Kp是用平衡分壓（平衡分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）代替平衡濃度］

①圖中涉及的反應(yīng)中，屬于吸熱反應(yīng)的是反應(yīng)_________________(填字母)。

②R點(diǎn)對應(yīng)溫度下，向某恒容密閉容器中通入1.5 mol CO，并加入足量的FeO，只發(fā)生反應(yīng)CO(g)＋ FeO(s) CO2(g) ＋Fe(s)，則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為______________

(2)在T℃下，向某恒容密閉容器中加入2 mol CH4(g)和8 mol FeO(s)進(jìn)行反應(yīng)：CH4(g)＋4FeO(s) 4Fe(s)＋2H2O(g)＋CO2(g)。反應(yīng)起始時壓強(qiáng)為P0，達(dá)到平衡狀態(tài)時，容器的氣體壓強(qiáng)是起始壓強(qiáng)的2倍。

①T℃下，該反應(yīng)的Kp = ______________

②若起始時向該容器中加入1molCH4(g)，4molFeO(s)，1mol H2O(g)，0.5molCO2(g)，此時反應(yīng)向__________________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進(jìn)行。

③其他條件不變，若將該容器改為恒壓密閉容器，則此時CH4的平衡轉(zhuǎn)化率___________(填“增大” “減小”或“不變”)。

(3)一種微膠囊吸收劑，將煤燃燒排放的CO2以安全、高效的方式處理掉，膠囊內(nèi)部充有Na2CO3溶液，其原理如圖所示。

①這種微膠囊吸收CO2的原理是___________________（用離子方程式表示）。

②在吸收過程中當(dāng)n(CO2)：n(Na2CO3)=1：3時，溶液中c(CO32－)_____c(HCO3－)（填“>”、“ <”或“=”）

③將解吸后的CO2催化加氫可制取乙烯。

已知：C2H4(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(g) △H1= -1323kJ·mol-1

2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) △H2= -483.6kJ·mol-1

2CO2(g)＋6H2(g)=C2H4(g)＋4H2O(g) △H3=_______________

Answer 1

【答案】bc 50% 正反應(yīng) 增大 CO2 + CO32 + H2O= 2HCO3－ < 127.8kJ·mol1

【解析】

(1)①圖中涉及的反應(yīng)中，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，則平衡常數(shù)變大；②R點(diǎn)的平衡常數(shù)，得出c(CO)與c(CO2)關(guān)系，根據(jù)關(guān)系計算轉(zhuǎn)化的CO的物質(zhì)的量，再計算CO的平衡轉(zhuǎn)化率。

(2)建立三段式，再根據(jù)壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，根據(jù)反應(yīng)后物質(zhì)的量總和計算消耗量，再根據(jù)平衡常數(shù)進(jìn)行計算；②根據(jù)濃度商進(jìn)行計算結(jié)果與平衡常數(shù)比較；③若將該容器改為恒壓密閉容器，壓強(qiáng)減小，平衡向體積增加方向移動。

(3)①微膠囊吸收CO2的原理是CO2與Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaHCO3；②得出反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)，再根據(jù)濃度關(guān)系分析離子濃度大小關(guān)系；③蓋斯定律分析將第2個方程式加乘以3再減去第1個方程式。

(1)①圖中涉及的反應(yīng)中，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，則平衡常數(shù)變大，即反應(yīng)bc是吸熱反應(yīng)，故答案為：bc。

②R點(diǎn)對應(yīng)溫度下，向某恒容密閉容器中通入1.5 mol CO，并加入足量的FeO，只發(fā)生反應(yīng)CO(g)＋ FeO(s) CO2(g) ＋Fe(s)，lgKp=0，Kp=1，即c(CO)= c(CO2)，由于是等體積反應(yīng)，因此轉(zhuǎn)化的CO的物質(zhì)的量等于生成的CO2的物質(zhì)的量還等于剩余的CO的物質(zhì)的量即轉(zhuǎn)化的CO的物質(zhì)的量為0.75mol，則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為，故答案為：50%。

(2)在T℃下，向某恒容密閉容器中加入2 mol CH4(g)和8 mol FeO(s)進(jìn)行反應(yīng)：CH4(g)＋4FeO(s) 4Fe(s)＋2H2O(g)＋CO2(g)。反應(yīng)起始時壓強(qiáng)為P0，達(dá)到平衡狀態(tài)時，容器的氣體壓強(qiáng)是起始壓強(qiáng)的2倍，根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，壓強(qiáng)是原來的2倍，則物質(zhì)的量為原來的2倍。

，x = 1

①T℃下，該反應(yīng)的，故答案為：。

②若起始時向該容器中加入1molCH4(g)，4molFeO(s)，1mol H2O(g)，0.5molCO2(g)，此時的壓強(qiáng)是開始溶液壓強(qiáng)的，此時，則反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行；故答案為：正反應(yīng)。

③其他條件不變，若將該容器改為恒壓密閉容器，壓強(qiáng)減小，平衡向體積增加方向即正向移動，則CH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大；故答案為：增大。

(3)①這種微膠囊吸收CO2的原理是CO2與Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaHCO3，其離子方程式為CO2 + CO32 + H2O= 2HCO3－；故答案為：CO2 + CO32 + H2O= 2HCO3－。

②在吸收過程中當(dāng)n(CO2)：n(Na2CO3)=1：3時，則反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為Na2CO3、NaHCO3，兩者濃度相等，由于CO32水解程度大且生成HCO3－，因此溶液中c(CO32－) < c(HCO3－)；故答案為： <。

③將第2個方程式加乘以3再減去第1個方程式得到2CO2(g)＋6H2(g)=C2H4(g)＋4H2O(g) △H3=127.8kJ·mol1，故答案為：127.8kJ·mol1。