對CO2的綜合利用可以實現經濟社會發展和生態環境保護雙贏，對促進低碳社會的構建具有重要意義。回答下列問題：（1...

問題詳情：

對CO2的綜合利用可以實現經濟社會發展和生態環境保護雙贏，對促進低碳社會的構建具有重要意義。回答下列問題：

（1）已知：①C的燃燒熱為393.5kJ·mol-1

②H2的燃燒熱為286kJ•mol-1

③H2O(g)=H2O(l)  △H=－44.0kJ•mol-1

則CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)△H=___kJ•mol－1。

（2）CO2合成*醇是碳減排的一種重要方法，向1L恆容密閉容器中加入1molCO2、amolH2，在適當的催化劑作用下，發生反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  △H=－48.7kJ•mol-1。平衡時混合氣體中CH3OH的體積分數與*氣的物質的量關係如圖1所示。

①有利於該反應自發進行的條件是___（填“低溫高壓”“高溫低壓”或“低溫低壓”）。

②圖1中 A、B、C三點對應的體系，CO2的平衡轉化率最大的是___（填字母），判斷依據是___。

（3）利用 CO2催化加*制乙烯，反應為 2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)  △H。

在1L恆容密閉容器中，均加入1molCO2、3molH2，分別選用兩種催化劑，反應進行相同時間後，測得CO2轉化率[α(CO2)]隨反應溫度的變化如圖2所示。

①使用催化劑Ⅰ時反應的活化能___（填“高於”或“低於”）使用催化劑Ⅱ。

②c、d兩點的平衡常數大小關係為：Kc___Kd（填“＜”“＞”或“＝”），判斷依據是___。

（4）常溫下，可利用鹼*溶液吸收CO2。用100mL0.3mol·L-1Na2CO3溶液完全吸收0.88gCO2氣體（忽略溶液體積變化）。所得溶液中：c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=___mol•L-1。

【回答】

    (1). -90.5    (2). 低溫高壓    (3). C    (4). 在恆容密閉容器中，CO2的濃度不變，增大H2的濃度，平衡正向移動，CO2的轉化率增大    (5). 低於    (6). ＞    (7). 平衡後，隨著溫度升高，CO2的轉化率降低，正反應放熱，K隨溫度升高而減小    (8). 0.5

【解析】

(1)C(s)、H2(g)的燃燒熱分別是393.5kJ•mol-1 、285.8kJ•mol-1 ，則：①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1，②H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1，③H2O(l)═H2O(g)△H2=+44.0kJ•mol-1，根據蓋斯定律，②×2-①+③×2可得CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)，由此計算△H；

(2)①自發進行的判斷依據是△H-T△S＜0，該反應△H＜0、△S＜0；

②*氣的物質的量越多，二氧化碳的轉化率越大；

(3)利用 CO2催化加*制乙烯，反應為 2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)  △H。

在1L恆容密閉容器中，均加入1molCO2、3molH2，分別選用兩種催化劑，反應進行相同時間後，測得CO2轉化率[α(CO2)]隨反應溫度的變化如圖2所示。

①使用催化劑Ⅰ時反應速率比使用使用催化劑Ⅱ快；

②根據溫度對平衡的移動判斷平衡常數的變化；

(4)根據碳元素的物料守恆分析可得。

【詳解】(1)C(s)、H2(g)的燃燒熱分別是393.5kJ•mol-1 、286kJ•mol-1 ，則：①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1，②H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1，③H2O(l)═H2O(g)△H2=+44.0kJ•mol-1，根據蓋斯定律，②×2-①+③×2可得CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)，由此計算△H=(-286kJ•mol-1)×2-(-393.5kJ•mol-1)+(+44.0kJ•mol-1)×2=-90.5kJ•mol－1。

(2)①自發進行的判斷依據是△H-T△S＜0，該反應△H＜0、△S＜0，要使該反應自發進行，應該是低溫自發；

②*氣物質的量越多，平衡正向移動，二氧化碳的轉化率越大，所以二氧化碳轉化率最大的是C點，故*為C；

(3)利用 CO2催化加*制乙烯，反應為 2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)  △H。

在1L恆容密閉容器中，均加入1molCO2、3molH2，分別選用兩種催化劑，反應進行相同時間後，測得CO2轉化率[α(CO2)]隨反應溫度的變化如圖2所示。

①由圖示知，使用催化劑Ⅰ時反應速率比使用使用催化劑Ⅱ快，則使用催化劑Ⅰ時反應的活化能低於使用催化劑Ⅱ；

②由圖示可知平衡後，隨著溫度升高，CO2的轉化率降低，正反應放熱，K隨溫度升高而減小，則c、d兩點的平衡常數大小關係為：Kc＞Kd；

(4)0.88gCO2的物質的量為=0.02mol，用100mL0.3mol∕LNa2CO3溶液吸收0.02mol的CO2氣體，所得溶液中的碳元素的物質的量為：0.1L×0.3mol/L+0.02mol=0.05mol，則碳元素的濃度為0.5mol/L，根據碳元素的物料守恆，則所得溶液中：c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=0.5mol/L。

【點睛】考查利用蓋斯定律計算反應熱，熟悉已知反應與目標反應的關係是解答本題的關鍵；應用蓋斯定律進行簡單計算的基本方法是參照新的熱化學方程式(目標熱化學方程式)，結合原熱化學方程式(一般2～3個)進行合理“變形”，如熱化學方程式顛倒、乘除以某一個數，然後將它們相加、減，得到目標熱化學方程式，求出目標熱化學方程式的ΔH與原熱化學方程式之間ΔH的換算關係。

知識點：化學反應速率 化學平衡

題型：綜合題