降低太气中CO2含量及有效开发利用CO2 , 是科学家研究的重要课题.<br/>(1)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H
降低太气中CO2含量及有效开发利用CO2 , 是科学家研究的重要课题.(1)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=122.4kJ•mol﹣1①某温度下,将2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入体积可变的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中.CH3OCH3(g)的物质的量分数变化如下表所示.
P1 | P2 | P3 | |
T1 | 0.10 | 0.04 | 0.02 |
T2 | 0.20 | 0.16 | 0.05 |
T3 | 0.40 | 0.35 | 0.20 |
则P1______P3 (填“>”“<”或“=”,下同).若T1、P1 , T3、P3时平衡常数分别为K1、K3 , 则K1______K3 . T1、P1时H2的平衡转化率为______ . ②一定条件下,上述反应在密闭容器中达平衡.当仅改变影响反应的一个条件,引起的下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是______ . a.反应物的浓度降低b.容器内压强增大c.正反应速率大于逆反应速率d.化学平衡常数K增大(2)碳酸氢钾溶液加水稀释, ______(填“增大”“不变”或“减小”).用碳酸钾溶液吸收空气中CO2 , 当溶液呈中性时,下列关系或说法正确的是:______ . a.c(K+)=2c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)+c(H2CO3)b.c(HCO3﹣)>c(CO32﹣)c.降低温度,c(H+)•c(OH﹣)不变(3)向盛有FeCl3溶液的试管中滴加少量碳酸钾溶液,立即产生气体,溶液颜色加深,用激光笔照射能产生丁达尔效应,反应的离子方程式为______ .
(1)>;<;57.14%;cd
(2)增大;b
(3)2Fe3++3CO32﹣+3H2O=2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑
【解析】解:(1)①2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=﹣122.4kJ•mol﹣1 , 反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡正向进行,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数增大,P1、P2、P3分析数值变化可知,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数减小,说明平衡逆向进行,压强减小P1>P3 , 反应是放热反应,温度越高,平衡逆向进行,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数减小,平衡常数随温度变化,若T1、Pl , T3、P3时平衡常数分别为K1、K3 , 依据数据分析,T1>T3 , K1<K3;依据化学平衡三段式列式计算T1、Pl时H2的平衡转化率,设氢气转化率为x;
2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)
起始量(mol) 26 0 0
变化量(mol)x x
x
x
平衡量(mol)2﹣ x 6﹣x
x
x
甲醚物质的量分数= ×100%=0.10
x= mol
转化率= =×100%=57.14%;
所以答案是:<;>;57.14%;
②平衡一定向正反应方向移动,利用反应是气体体积减小的放热反应,增大压强、降低温度、减少生成物促进平衡正向进行;
a.反应物的浓度降低,平衡逆向进行,故a不符合;
b.容器内压强增大,平衡向气体体积减小的方向进行,即正反应方向进行,若恒温恒容容器中加入惰气,压强增大,平衡不动,故b不符合;
c.正反应速率大于逆反应速率,反应一定正向进行,故c符合;
d.化学平衡常数K增大,说明反应正向进行,故d符合;
故选cd;(2)碳酸氢钾溶液中碳酸氢根离子水解显碱性,HCO3﹣+H2O⇌H2CO3+OH﹣ , HCO3﹣⇌H++CO32﹣ , 变式比值同乘以氢离子浓度得到 =
,溶液呈碱性,加入水稀释,氢氧根离子浓度减小,依据离子积常数可知,溶液中氢离子浓度增大,比值增大;
a、当溶渡呈中性时溶液中存在电荷守恒分析,溶液中存在物料守恒为:c(K+)+c(H+)=2c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)+c(OH﹣),得到c(K+)=2c(CO32﹣)+c(HCO3﹣),故a错误;
b、中性溶液中存在碳酸氢根离子和碳酸溶液,溶液中碳酸电离生成碳酸氢根离子和氢离子,碳酸氢根离子发生微弱的水解,溶液中存在c(HCO3﹣)>c(CO32﹣),故b正确;
c、溶液中离子积随温度变化,降低温度,离子积发生变化,故c错误;
故选b;
所以答案是:增大;b;(3)向盛有FeCl3溶液的试管中滴加少量碳酸钾溶液,碳酸根离子和铁离子发生双水解反应生成氢氧化铁胶体和二氧化碳,反应的离子方程式为:2Fe3++3CO32﹣+3H2O=2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑,
所以答案是:2Fe3++3CO32﹣+3H2O=2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑.
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征的相关知识点,需要掌握化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效)才能正确解答此题.
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