Question

【題目】碳及其化合物廣泛存在于自然界。請(qǐng)回答下列問題：

（1）反應(yīng)Ⅰ：Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH1 平衡常數(shù)為K1，反應(yīng)Ⅱ：Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) ΔH2 平衡常數(shù)為K2，不同溫度下，K1、K2的值如下表：

現(xiàn)有反應(yīng)Ⅲ：H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g)，結(jié)合上表數(shù)據(jù)，反應(yīng)Ⅲ是___ (填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)。

（2）已知CO2催化加氫合成乙醇的反應(yīng)原理為：2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g) H<0。設(shè)m為起始時(shí)的投料比，即m= n(H2)/ n(CO2)。

圖1 圖2 圖3

①圖1中投料比相同，溫度從高到低的順序?yàn)?/span>________。

②圖2中m1、m2、m3從大到小的順序?yàn)?/span>________。

③圖3表示在總壓為5MPa的恒壓條件下，且m=3時(shí)，平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系。則曲線d代表的物質(zhì)化學(xué)名稱為__________。

（3）為了測(cè)量某湖水中無機(jī)碳含量，量取100mL湖水，酸化后用N2吹出CO2，再用NaOH溶液吸收。往吸收液中滴加1.0mol/L鹽酸，生成的V(CO2)隨V(鹽酸)變化關(guān)系如圖所示，則原吸收液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>__________。

Answer 1

【答案】吸熱 乙醇 c(Na+)> c(HCO3-) > c(CO32-) > c(OH-) > c(H+)

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律書寫正確的熱化學(xué)方程式，結(jié)合表格中的數(shù)據(jù)分析反應(yīng)熱的變化；

（2）①該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率減小；

②一定溫度下，CO2轉(zhuǎn)化率隨起始時(shí)的投料比的增大而增大，一種反應(yīng)物濃度增大會(huì)提高另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率；

③溫度升高，反應(yīng)逆向進(jìn)行，由圖可知，曲線中a為H2，b為CO2，c為H2O，d為C2H5OH。

（3）根據(jù)圖象分析可知，消耗鹽酸10ml前并未產(chǎn)生CO2，再消耗20ml鹽酸生成CO2，據(jù)此判斷溶液中為等量的碳酸鈉和碳酸氫鈉，溶液為堿性，據(jù)此分析溶液中離子濃度的大小關(guān)系。

（1）由蓋斯定律可知，反應(yīng)Ⅰ-反應(yīng)Ⅱ可得反應(yīng)Ⅲ：H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g)，ΔH3=ΔH1-ΔH2，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)Ⅰ溫度升高，K增大，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH1>0，反應(yīng)Ⅱ溫度升高，K減小，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH2<0，因此ΔH3=ΔH1-ΔH2>0，說明反應(yīng)Ⅲ為吸熱反應(yīng)；

（2）①該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率減小，因此T3>T2>T1；

②圖3中，相同溫度下，增大H2的量，平衡正向移動(dòng)，因此m1、m2、m3投料比從大到小的順序?yàn)?/span>m1>m2>m3；

③溫度升高，反應(yīng)逆向進(jìn)行，由圖可知，曲線中a為H2，b為CO2，c為H2O，d為C2H5OH；

（3）為了測(cè)量某湖水中無機(jī)碳含量，量取100mL湖水，酸化后用N2吹出CO2，再用NaOH溶液吸收，分析圖象可知，溶液中為等量的碳酸鈉和碳酸氫鈉，溶液為堿性，因此離子濃度大小關(guān)系為：c(Na+)> c(HCO3-) > c(CO32-) > c(OH-) > c(H+)。