Question

CO₂的资源化利用一直是化学家们关注的重要课题，中科院大连化学物理研究所设计了一种新型多功能复合催化剂，成功地实现了CO₂直接加氢制取高辛烷值汽油：(反应①)，该研究成果被评价为“CO₂催化转化领域的突破性进展”。

(1)已知氢气的燃烧热为，若要利用的燃烧热求a的值，则还需要知道一个反应的，该反应是________________________________。反应①在一定条件下具有自发性，则a_______________0(填“>”或“<”)。

(2)向某密闭容器中按一定投料比充入、，控制条件使其发生反应：。测得的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图1所示：

则X表示______________，___________(填“>”或“<”)。欲提高的平衡转化率并提高单位时间内的产量，可采取的措施是______________________(填两种)。

(3)控制一定温度、催化剂，按不同投料比将反应物通入到某密闭容器中，测得平衡时的百分含量与投料比之间的关系如图2所示，则____________。

(4)在钌-铑双金属催化剂的作用下，CH₃OH、CO₂、H₂可高效地转化为乙酸，反应方程式为。一定温度下，向某刚性容器中通入等物质的量的三种原料气，测得体系中的总压强与时间的关系如下表所示：

t/min	0	5	10	15	20	25	30
p/kPa	3	2.7	2.5	2.35	2.26	2.2	2.2

则反应开始到达到平衡的过程中，____________________________。

(5)碳捕捉技术的发展也有利于CO₂在资源应用方面得到充分利用。常温下，若某次用NaOH溶液捕捉空气中的CO₂所得溶液的pH=10，并测得溶液中，则_____________。

Answer

< 压强 < 增大压强、增大 3.2 0.032 80

【解析】

(1)根据盖斯定律分析；当△G=△H-T•△S<0时反应可以自发进行；

(2)该反应为放热反应，若X为温度，随温度升高平衡逆向移动，氢气的转化率应减小，与图形不符，所以X为压强，Y为温度；

(4)刚性容器中，气体的分压之比等于物质的量之比，所以可以把压强等效为物质的量来进行计算，所以不妨设初始投料为CH3OH、CO2、H2均为1mol，则平衡时气体的总物质的量为2.2mol，设平衡时三种物质的转化量为x，则列三段式有

则有3(1-x)+2x=2.2mol，解得x=0.8mol。

(1)表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H ②；

又已知反应 ①；

①-②×16可得反应，根据盖斯可知若再知道该反应的焓变，即可求反应①的焓变；当△G=△H-T•△S<0时反应可以自发进行，该反应为气体减少的反应，所以△S<0，若要满足△H-T•△S<0则△H必须小于0；

(2)根据分析可知X表示压强，Y表示温度，相同压强下，温度越高氢气的转化率越小，所以Y1