Question

（2012?信阳二模）如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视．为减小和消除CO2

（2012?信阳二模）如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视．为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究．（1）目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2L的密闭容器中，充入1mol CO2和3.25mol H2在一定条件下发生反应，测得CO2、CH3OH（g）和H2O（g）的物质的量（n）随时间变化如右图所示：①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=______．②下列措施中一定不能使CO2的转化率增大的是______．A．在原容器中再充入1mol CO2 B．在原容器中再充入1mol H2C．在原容器中充入1mol氦气 D．使用更有效的催化剂E．缩小容器的容积 F．将水蒸气从体系中分离（2）常温常压下，饱和CO2水溶液的pH=5.6，c（H2CO3）=1.5×10-5mol/L．若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3?HCO3-+H+的电离平衡常数K=______．（已知：10-5.6=2.5×10-6）．（3）标准状况下，将4.48L CO2通入200mL 1.5mol/L的NaOH溶液，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为______．（4）如图是甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，则a处通入的是______（填“甲醇”或“氧气”），其电极上发生的电极反应式为______．（5）已知，常温下Ksp（AgCl）=2.0×10-10，Ksp（AgBr）=5.4×10-13．向AgNO3溶液中加入KBr和KCl，当两种沉淀共存时，溶液中c（Br-）和c（Cl-）的比值为______．





Answer 1

（1）①反应的方程式为CO₂+3H₂═CH₃OH+H₂O，反应中v（H₂）=3v（CO₂）=

0.75mol 2L

10min

×3=0.1125mol/（L?min），故答案为：0.1125mol/（L?min）；
②使CO₂的转化率增大须使平衡向正反应方向移动，可采取的措施有增大压强、分离生成物或增加另一种反应物等措施，在原容器中再充入1molCO₂，虽然平衡向正反应移动，
但转化的量比较少，反而导致CO₂的转化率降低，在原容器中充入1mol氦气和使用催化剂，平衡不移动，故答案为：ACD；
（2）K=

c(HC O ? 3 )×c(H+)

c(H2CO3)

=

10?5.6×10?5.6

1.5×10?5

=4.2×10^-7，故答案为：4.2×10^-7；
（3）4.48LCO₂通入200mL1.5mol/L的NaOH溶液反应后生成0.01molNa₂CO₃和0.01molNaHCO₃，CO₃^2-水解大于HCO₃^-离子的水解，则c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），溶液呈碱性，则
c（OH^-）＞c（H⁺），两种盐水解程度较小，则c（CO₃^2-）＞c（OH^-），故为c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）在碱性电解质溶液中通入甲醇，甲醇应为原电池的负极，发生氧化反应，甲醇被氧化为CO₃^2-离子，负极反应为CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O，
故答案为：甲醇；CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O；
（5）当两种沉淀共存时，Ag⁺离子浓度相同，根据溶度积常数计算，c（Br^-）=

Ksp(AgBr)

c(Ag+)

，c（Cl^-）=

Ksp(AgCl)

c(Ag+)

，则

c(Br?)

c(Cl?)

＝

Ksp(AgBr)

Ksp(AgCl)

=

5.4×10?13

2.0×10?10

=2.7×10^-3．
故答案为：2.7×10^-3．