Question

【題目】甲酸鈣用途廣泛，可用于高硫煙氣脫硫助劑，也可作為制備草酸的中間體．據(jù)最新文獻(xiàn)，氫氧化鈣碳基化合成甲酸鈣的反應(yīng)如下：

反應(yīng)1

（1）反應(yīng)體系中存在以下兩個競爭反應(yīng)

反應(yīng)2

反應(yīng)3

二氧化碳與氫氣直接合成甲酸的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為 ______ ．

為了更有利于生成甲酸鈣，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件是較低的溫度和 ______ 填編號．

A.催化劑低壓高壓

（2）如圖1是反應(yīng)2和反應(yīng)3，lnK與溫度T的關(guān)系；同一條件時反應(yīng)2的K ______ 填“大于”或“小于”反應(yīng)3的K，這對于 ______ 填“反應(yīng)2”或“反應(yīng)3”不利的．

（3）以氫氧化鈣初始密度為、CO的分壓為條件下催化反應(yīng)，以氫氧化鈣轉(zhuǎn)化率為坐標(biāo)，時間為橫坐標(biāo)得到如圖2；

根據(jù)圖象選擇合適的反應(yīng)溫度 ______ ；理由是 ______ ．

當(dāng)為時，產(chǎn)物中甲酸鈣與碳酸鈣的質(zhì)量比為50：1，氫氧化鈣有 ______ 轉(zhuǎn)化為甲酸鈣．

Answer 1

【答案】 AC 小于 反應(yīng)2 453K 溫度越高，反應(yīng)速率越快，時間越短，但463K時，增幅不明顯，能耗反而增多，故選擇453K

【解析】

根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式；

使用催化劑可以加快反應(yīng)速率，正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)有利于甲酸鈣生成；

屬于增函數(shù)，lnK值越大，K值越大，由圖可知，相同條件下反應(yīng)2的lnK更小，故反應(yīng)2的平衡常數(shù)小于反應(yīng)3，反應(yīng)2為放熱反應(yīng)，反應(yīng)3為吸熱反應(yīng)，升高溫度有利于反應(yīng)3向正反應(yīng)方向移動；

溫度高反應(yīng)速率快，但463K時，圖象與453K時幾乎重合，反應(yīng)速率增快不明顯，應(yīng)選擇453K；

設(shè)甲酸鈣質(zhì)量為130g，則碳酸鈣質(zhì)量為，計算各自物質(zhì)的量，由鈣元素守恒，轉(zhuǎn)化甲酸鈣的氫氧化鈣與甲酸鈣物質(zhì)的量相等，由鈣元素守恒計算氫氧化鈣的總物質(zhì)的量，進(jìn)而計算轉(zhuǎn)化為甲酸鈣的氫氧化鈣占有的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

已知：Ⅰ

Ⅱ

根據(jù)蓋斯定律，ⅠⅡ可得：，

故答案為：；

使用催化劑可以加快反應(yīng)速率，正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，增大壓強(qiáng)有利于甲酸鈣生成，

故選：AC；

屬于增函數(shù)，lnK值越大，K值越大，由圖可知，相同條件下反應(yīng)2的lnK更小，故反應(yīng)2的平衡常數(shù)小于反應(yīng)3，反應(yīng)2為放熱反應(yīng)，反應(yīng)3為吸熱反應(yīng)，升高溫度有利于反應(yīng)3向正反應(yīng)方向移動，不利于反應(yīng)2進(jìn)行，

故答案為：小于；反應(yīng)2；

溫度越高，反應(yīng)速率越快，時間越短，但463K時，圖象與453K時幾乎重合，反應(yīng)速率增快不明顯，消耗能源反而增多，應(yīng)選擇453K，

故答案為：453K；溫度越高，反應(yīng)速率越快，時間越短，但463K時，增幅不明顯，能耗反而增多，故選擇453K；

設(shè)甲酸鈣質(zhì)量為130g，其物質(zhì)的量為1mol，則碳酸鈣質(zhì)量為，其物質(zhì)的量為由鈣元素守恒，可知轉(zhuǎn)化甲酸鈣的氫氧化鈣為1mol，氫氧化鈣的總物質(zhì)的量為，故轉(zhuǎn)化為甲酸鈣的氫氧化鈣占總的，

故答案為：．