Question

捕集CO₂的技术对解决全球室效应意又重大。目前国际空间站处理CO₂的一个重要方法是将CO₂还原，涉及的化学反应如：CO₂(g)+4H₂(g)CH₄(g)+2H₂O(g)+Q（Q>0），完成下列填空：

（1）该反应的平衡常数表达式为_______________________________。如果改变某种条件，平衡向正反应方向移动。则平衡常数K值___________（填写编号）。

a．一定增大      b．一定减小      c．可能增大      d．可能减小      e．可能不变

（2）为了提高CO₂的捕获百分率又能加快反应速率的措施是___________________（任写一条）。

（3）向2L某密闭容器充入1mol CO₂和4mol H₂，一定条件下发生上述反应，5min末测得气体的物质的量减少了20%，则0-5min内CO₂的平均反应速率为_________________。CO₂还可应用于纯碱工业，工业生产纯碱的过程中，向饱和的氨化食盐水中通入足量CO₂的生产环节又被称为“碳酸化”。

（4）碳酸化时产生的现象是______________________________________________________。碳酸化过程中，溶液中c(CO₃^2-)的变化情况为_____________________________________。

（5）碳酸化后过滤，留在滤液中的阳离子主要有_______________（填写化学式）。简述检验滤液中Cl^-离子的实验操作:________________________________________________________。

Answer

K= ce 增大压强 0.05mol/(L•min) 有白色固体析出 先增大后减小直到不变 、 取少量滤液于试管中，加入足量HNO3溶液（或加入硝酸至溶液呈酸性），再滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则滤液中含有Cl-

【解析】

（1）平衡常数K=，平衡常数随温度变化；

（2）为了提高CO2的捕获百分率需使平衡正向移动，结合反应特征和平衡移动原理分析；

（3）结合三行计算列式得到二氧化碳消耗量，反应速率；

（4）向饱和的氨化食盐水中通入足量CO2的生产环节被称为“碳酸化”，反应生成了碳酸氢钠晶体，通入过程中先生成碳酸盐，继续通入生成碳酸氢钠；

（5）碳酸化后过滤，得到饱和碳酸氢钠和氯化铵的混合溶液，检验氯离子的方法是利用硝酸酸化的硝酸银溶液检验，过程中生成白色沉淀证明氯离子的存在，据此设计检验过程。

（1）CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)+Q(Q>0)，反应的平衡常数K=；若改变温度平衡常数一定改变，反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，平衡常数增大，若增大压强、增大反应物浓度平衡正向进行，但平衡常数不变，故选ce；

（2）为了提高CO2的捕获百分率，需使平衡正向移动，反应是气体体积减小的放热反应，可采取的措施是增大压强平衡正向进行，提高CO2的捕获百分率；

（3）反应0～5min消耗二氧化碳物质的量为x，

5min末测得气体的物质的量减少了20%，则(1+4)−(1−x+4−4x+x+2x)=20%×(1+4)，解得x=0.5mol，

则0∼5min内CO2的平均反应速率==0.05mol/(L⋅min)；

（4）向饱和的氨化食盐水中通入足量CO2的生产环节又被称为“碳酸化”，反应生成氯化铵和碳酸氢钠，碳酸氢钠溶解度小溶液中析出晶体；碳酸化过程中碳酸存在两部电离，，，碱性条件下减少了氢离子浓度，平衡正向进行，促进了电离，碳酸根离子浓度增大，随二氧化碳通入增多，，碳酸根离子浓度减小，反应结束后，浓度几乎不变，因此整个过程c()先增大后减小直到不变；

（5）碳酸化后过滤，得到饱和碳酸氢钠和氯化铵的混合溶液，留在滤液中的阳离子主要有、；氯离子检验需要先加入硝酸酸化，然后加入硝酸银溶液观察有白色沉淀生成证明含氯离子，反之不含氯离子。