Question

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年因礦物燃料燃燒等過程產(chǎn)生的CO₂高達(dá)240億t，除去被植物吸收的部分，每年凈增90多億t，成為溫室效應(yīng)的主要影響因素．而另一方面，CO₂又是一種重要的碳資源，被廣泛應(yīng)用于化工、食品、石油開采、消防、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域．目前，有關(guān)CO₂減排、回收、封存及其資源化利用等問題已經(jīng)成為國際上研究的重點(diǎn)和焦點(diǎn)問題．
（1）科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，超臨界CO₂流體（CO₂處于溫度略高于31℃，壓強(qiáng)大于7.38MPa的狀態(tài)）是一種可以代替揮發(fā)性有機(jī)溶劑的綠色溶劑．下列有關(guān)超臨界CO₂流體的說法錯(cuò)誤的是

 

．
a．CO₂化學(xué)性質(zhì)不活潑，無色無味無毒，安全性好
b．是一種與干冰化學(xué)組成不同的物質(zhì)
c．可提供惰環(huán)境，避免產(chǎn)物氧化，不影響溶解物質(zhì)的有效成份
d．使用超臨界CO₂流體作溶劑，將加劇溫室效應(yīng)
e．高級(jí)營養(yǎng)品的生產(chǎn)和高級(jí)香料的提取，可用超臨界CO₂流體作溶劑，得到的營養(yǎng)品和香料中不殘留任何溶劑
（2）某合成氨利用天然氣生產(chǎn)原料氣，并回收CO₂，流程為：

已知：原料氣的生產(chǎn)過程中，有可能發(fā)生的化學(xué)方程式為：
CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）；△H=aKJ/mol
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-802.3KJ/mol
CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）；△H=-41.3kJ?mol^-1
CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）；△H=-283.0kJ?mol^-1
H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）；△H=-241.8kJ?mol^-1
①則a=

 

；
②K₂CO₃（aq）和 CO₂反應(yīng)在加壓下進(jìn)行，加壓的理論依據(jù)是

 

（多選扣分）
（a）相似相溶原理    （b）勒沙特列原理    （c）酸堿中和原理
（3）據(jù)報(bào)道，一定條件下由二氧化碳和氫氣合成二甲醚已成為現(xiàn)實(shí)．
2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）
在一定壓強(qiáng)下，測得反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表．

溫度/Kn（H2）/n（CO2）CO2轉(zhuǎn)化率/%	500	600	700	800
1.5	45	33	20	12
2.0	60	43	28	15
3.0	83	62	37	22

分析表中數(shù)據(jù)回答下列問題：
①反應(yīng)的溫度升高，K值

 

（填“增大”、“減小”、或“不變”，下同）；提高氫碳比[n（H₂）/n（CO₂）]，K值

 

．
②在下圖的坐標(biāo)系中作圖說明壓強(qiáng)變化對(duì)反應(yīng)的化學(xué)平衡的影響．并對(duì)圖中橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)的含義作必要的標(biāo)注．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)平衡建立的過程

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）a．依據(jù)二氧化碳的選項(xiàng)中分析判斷；
b、超臨界CO₂流體，CO₂處于溫度略高于31℃，壓強(qiáng)大于7.38MPa的狀態(tài)，與干冰化學(xué)組成相同的物質(zhì)；
c．二氧化碳性質(zhì)穩(wěn)定，可提供惰環(huán)境，避免產(chǎn)物氧化，不影響溶解物質(zhì)的有效成份；
d．使用超臨界CO₂流體作溶劑，狀態(tài)是液體不加劇溫室效應(yīng)；
e．高級(jí)營養(yǎng)品的生產(chǎn)和高級(jí)香料的提取，可用超臨界CO₂流體作溶劑，它是一種可以代替揮發(fā)性有機(jī)溶劑的綠色溶劑，得到的營養(yǎng)品和香料中不殘留任何溶劑；
（2）①依據(jù)熱化學(xué)方程式，結(jié)合蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；
②（a）相似相溶原理是極性物質(zhì)溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑；
（b）勒沙特列原理是一定條件下的化學(xué)平衡，改變一個(gè)條件，平衡向減弱改變的方向進(jìn)行；
（c）酸堿中和原理是酸和堿發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)；
（3）①由表格中的數(shù)據(jù)可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小；K只受溫度的影響，但提高氫碳比促使反應(yīng)正向移動(dòng)的程度增大，有利于生成乙醇；
②該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向體積減小的反應(yīng)方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)移動(dòng)，乙醇的含量增大，H₂、CO₂，含量降低，據(jù)此作圖．

解答： 解：（1）a．二氧化碳無色無味無毒，安全性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定一般不與物質(zhì)反應(yīng)，故a正確；
b、超臨界CO₂流體是CO₂處于溫度略高于31℃，壓強(qiáng)大于7.38MPa的狀態(tài)，與干冰化學(xué)組成相同的物質(zhì)，故b錯(cuò)誤；
c．二氧化碳性質(zhì)穩(wěn)定，一般不和其他物質(zhì)反應(yīng)，可提供惰環(huán)境，避免產(chǎn)物氧化，不影響溶解物質(zhì)的有效成份，故c正確；
d．使用超臨界CO₂流體作溶劑，狀態(tài)為液體不會(huì)增加二氧化碳的排放，不會(huì)加劇溫室效應(yīng)，故d錯(cuò)誤；
e．高級(jí)營養(yǎng)品的生產(chǎn)和高級(jí)香料的提取，可用超臨界CO₂流體作溶劑，它是一種可以代替揮發(fā)性有機(jī)溶劑的綠色溶劑，得到的營養(yǎng)品和香料中不殘留任何溶劑；
故答案為：bd；
（2）①a、CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-802.3KJ/mol
b、CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）；△H=-41.3kJ?mol^-1
c、CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）；△H=-283.0kJ?mol^-1
d、H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）；△H=-241.8kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律a-c-d×3得到：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）；△H=+206.1KJ/mol
故答案為：+206.1；  
②K₂CO₃（aq）和 CO₂反應(yīng)在加壓下進(jìn)行，利用的是增大壓強(qiáng)增大二氧化碳的溶解度，使平衡向氣體體積減小的方向進(jìn)行，所以應(yīng)用的是勒沙特列原理，
故答案為：b；
（3）①由表格數(shù)據(jù)可以看出，溫度越高，K值越小，因K只受溫度的影響，則提高氫碳比能促使反應(yīng)正向移動(dòng)的程度增大，有利于生成乙醇，但生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，即K不變，
故答案為：減��；不變；
②對(duì)于化學(xué)反應(yīng)：2CO₂（g）+6H₂（g）

催化劑  .

CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g），根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向體積減小的反應(yīng)方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)移動(dòng)，乙醇的含量增大，H₂、CO₂，含量降低，如圖所示
或，故答案為：或．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡及熱化學(xué)反應(yīng)方程式，明確化學(xué)平衡常數(shù)的概念及影響因素、影響化學(xué)平衡的因素、蓋斯定律是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．