Question

【題目】為解決大氣中CO2的含量增大的問題，某科學家提出“綠色自由”構想：把工廠排出的富含CO2的廢氣經凈化吹入碳酸鉀溶液吸收，然后再把CO2從溶液中提取出來，經化學反應使廢氣中的CO2轉變為燃料甲醇．“綠色自由”構想的部分技術流程如圖1
（1）合成塔中反應的化學方程式為；△H＜0．從平衡移動原理分析，低溫有利于提高原料氣的平衡轉化率．而實際生產中采用300℃的溫度，除考慮溫度對反應速率的影響外，還主要考慮了 ．
（2）從合成塔分離出甲醇的原理與下列操作的原理比較相符（填字母）
A.過濾
B.分液
C.蒸餾
D.結晶
（3）在體積為2L的合成塔中，充人2mol CO2和6mol H2 ， 測得CO2（g）和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖2所示． 從反應開始到平衡，V（H2）=；能使平衡體系中 增大的措施有 ．
（4）如將CO2與H2以1：4的體積比混合，在適當的條件下可制得CH4 ． 巳知
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1=﹣890.3kJ/mol
H2（g）+ O2（g）═H2O（l）△H2=﹣285.5kJ/mol
寫出CO2（g）與H2（g）反應生成CH4（g）與液態水的熱化學方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）CO2+3H2 CH3OH+H2O；催化劑的催化活性
（2）C
（3）0.24mol/（L?min）；增大H2的用量等
（4）CO2（g）+4H2 （g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=﹣252.9kJ/mol
【解析】解：（1）合成塔中的反應是二氧化碳和氫氣在一定條件下可生成甲醇和水，其方程式為：CO2+3H2 CH3OH+H2O；溫度影響催化劑的活性，除考慮溫度對反應速率的影響外，還主要考慮了催化劑的催化活性，所以答案是：CO2+3H2 CH3OH+H2O；催化劑的催化活性；（2）分離沸點相差比較大，互溶的液體，可以用蒸餾的方法進行分離，所以答案是：C；（3）由圖可知，10min達平衡，平衡時甲醇的濃度為0.8mol/L，所以v（CH3OH）= =0.08mol/（Lmin），反應速率之比等于化學計量數之比，所以v（H2）=3v（CH3OH）=3×0.08mol/（Lmin）=0.24mol/（Lmin）．增大H2的用量、減少生成H2O 的量等，平衡右移，可以增大n（CH3OH）/n（CO2）的值，所以答案是：0.24mol/（Lmin）；增大H2的用量等；（4）已知：①CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H1=﹣890.3kJ/mol，②H2 （g）+ O2（g）=H2O（l）△H2=﹣285.8kJ/mol，則CO2（g）與H2（g）反應生成CH4（g）與液態水的熱化學方程式可根據蓋斯定律②×4﹣①得CO2（g）+4H2 （g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=﹣252.9kJ/mol，所以答案是：CO2（g）+4H2 （g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=﹣252.9kJ/mol．
【考點精析】本題主要考查了化學平衡的計算的相關知識點，需要掌握反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%才能正確解答此題．