Question

【題目】合理利用資源，降低碳的排放，實施低碳經(jīng)濟是今后經(jīng)濟生活主流。

（1）科學家致力于二氧化碳的“組合轉(zhuǎn)化”技術研究，如將H2和CO2以4∶1比例混合通入反應器，適當條件下反應可獲得一種能源。完成以下化學方程式：4H2＋CO2 ________ ＋2H2O。

（2）汽車尾氣中的CO、NOx在適宜溫度下采用催化轉(zhuǎn)化法處理，使它們相互反應生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體。寫出NO被CO還原的化學方程式：_______________。

（3）工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理。NO與NO2按物質(zhì)的量之比1∶1被足量KOH溶液完全吸收后只得到一種鉀鹽，該鉀鹽的化學式是______________。

（4）CO2合成生產(chǎn)燃料甲醇（CH3OH）是碳減排的新方向。進行如下實驗：某溫度下在1 L的密閉容器中，充2 mol CO2和6 mol H2，發(fā)生：CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)。

①能判斷該反應已達化學反應限度標志的是______________ （填字母）。

a．CO2百分含量保持不變

b．容器中H2濃度與CO2濃度之比為3:1

c．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變

d．容器中混合氣體的質(zhì)量保持不變

②現(xiàn)測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示。從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v (H2)=______ mol/（L min），容器中起始的壓強與平衡時的壓強之比為___________。

Answer 1

【答案】CH42NO+2CO=N2+2CO2KNO2a、c0.3758:5

【解析】

(1)根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋可以知道：反應前后的原子數(shù)目和種類應該相等，分析題給的化學反應方程式可以知道，反應前出現(xiàn)了2個O，1個C，8個H，反應后出現(xiàn)了2個O，4個H，所以在X中含有4個H和1個C，故答案為：CH4；

(2)汽車尾氣含有有毒的一氧化碳、氮的氧化物等氣體，容易形成光化學煙霧，污染環(huán)境和大氣，用催化轉(zhuǎn)化法處理，使它們相互反應生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體。其中NO被CO還原的反應為2CO+2NO2CO2+N2，生成的二氧化碳和氮氣是空氣中的成分，是參與大氣循環(huán)的無毒氣體；故答案為：2CO+2NO2CO2+N2；

(3)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理。NO與NO2按物質(zhì)的量之比1∶1被足量溶液完全吸收后只得到一種鉀鹽，反應的方程式為NO +NO2+2KOH=2KNO2+H2O，故答案為：KNO2；

(4)①a．平衡時各物質(zhì)的濃度保持不變，CO2百分含量保持不變，說明到達平衡，故a正確；b．開始投料比，2mol CO2和6mol H2，容器中H2濃度與CO2濃度之比始終為3：1，所以不能證明達平衡狀態(tài)，故b錯誤；c．容器的體積不變，反應前后都為氣體，容器中混合氣體的質(zhì)量始終保持不變，但物質(zhì)的量減少，當混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變，說明氣體的物質(zhì)的量不變，說明到達平衡，故c正確；d．根據(jù)方程式，反應前后都為氣體，容器中混合氣體的質(zhì)量始終保持不變，不能說明到達平衡，故d錯誤；故答案為：ac；

②由圖可知，12min到達平衡時二氧化碳的濃度變化量為2mol/L-0.5mol/L=1.5mol/L，所以v(CO2)==0.125mol/(Lmin)，速率之比等于化學計量數(shù)之比，所以v(H2)=3v(CO2)=3×0.125mol/(Lmin)=0.375mol/(Lmin)，

CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)

起始(mol) 2 6 0 0

反應(mol) 1.5 4.5 1.5 1.5

平衡(mol) 0.5 1.5 1.5 1.5

氣體的壓強之比等于物質(zhì)的量之比==，故答案為：0.375；。