某固体甲[成分为M3Z2（OH）a（CO3）b]可用作塑料阻燃剂，该盐分解产生大量的CO2可以作为原料制备有机产品．取甲46g高温灼烧至恒重，得到11.2L CO2（标准状况）和22.2g仅含两种金属氧化物的固体乙，其中Z的氧化物既溶于强酸又溶于强碱，向乙中加入足量的稀硫酸所得产物中含有MSO4．请回答：（1）甲灼烧至恒重的化学方程式 （M、Z用元素符号表示）（2）甲能用作塑料阻燃剂的原因 ．（3）工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇．已知下列反应：①CO2（g）+3H2（g） 催化剂 . CH3OH（g）+H2O（g）△H1②2H2（g）+O2（g）═2H2O（1）△H2③H2O（g）═H2O（1）△H3写出气态甲醇完全燃烧生成CO2（g）和气态水的热化学方程式： （用△H1、△H2、△H3表示△H）（4）反应CO2（g）+3H2（g） 催化剂 . CH3OH（g）+H2O（g），它的有关数据如图1所示，反应物起始的物质的量之比n(H2)n(CO2)=1.5或n(H2)n(CO2)=2下列说法正确的是 ．A．曲线Ⅰ对应的反应物起始物质的量之比为1.5B．单位时间内消耗H2的物质的量与消耗H2O的物质的量之比为3：1时，反应达到平衡状态C．a点对应的H2的平衡转化率为90%D．b点对应的平衡常数K值大于c点（5）CO2（g）+3H2（g） 催化剂 . CH3OH（g）+H2O（g）在体积为2L的固定绝热的密闭容器中加入1 molCH3OH和1 molH2O，第4 min达到平衡，反应中c（CO2）的变化情况如图2所示．在第5 min时向体系中再充入0.2molCO2和0.4molH2（其它条件不变），第8 min达到平衡，此时c（H2）=c（CH3OH）．请在图2中画出5到9 min的c（CO2）浓度示意曲线．50%-|||-40%-|||-30%-|||-20% 曲线li-|||-10%-|||-600 700 800 温度(K)-|||-c(CO2)/mol·L^(-1)-|||-0.25-|||-0.20-|||-0.15-|||-0.10-|||-0.05-|||-0 1 2 3 4 5 6 7 89 t/min-|||-曲线

【解答】解：（1）某固体甲[成分为M₃Z₂（OH）_a（CO₃）_b]可用作塑料阻燃剂，该盐分解产生大量的CO₂可以作为原料制备有机产品，取甲46g高温灼烧至恒重，得到11.2L CO₂（标准状况），二氧化碳物质的量n（CO₂）=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，生成22.2g仅含两种金属氧化物的固体乙，其中Z的氧化物既溶于强酸又溶于强碱说明为Al₂O₃，向乙中加入足量的稀硫酸所得产物中含有MSO₄，M为+2价金属，反应生成水的质量=46g-22.2g-0.5mol×44g/mol=1.8g，n（H2O）=0.1mol，化学式中得到

a

2

：b=0.1：0.5，得到a：b=2：5则a=2，b=5，依据化合物中 元素化合价代数和为0计算，M₃Z₂（OH）₂（CO₃）₅ 中M为+2价，Z为+3价，则Z为Al，化合物摩尔质量M=

46g

0.5mol

=92g/mol，计算得到M摩尔质量为24g/mol，则M为Mg，判断得到金属氧化物为氧化镁、氧化铝，还生成二氧化碳和水，结合原子守恒配平书写化学方程式：Mg₃Al₂（OH）₂（CO₃）₅

高温  .

3MgO+Al₂O₃+5 CO₂↑+H₂O↑，
故答案为：Mg₃Al₂（OH）₂（CO₃）₅

高温  .

3MgO+Al₂O₃+5 CO₂↑+H₂O↑；
（2）依据甲分解产物的性质分析，二氧化碳不助燃，生成的氧化镁、氧化铝都是熔点高的耐火材料，甲能用作塑料阻燃剂的原因；甲分解吸热且产生大量二氧化碳，同时还生成耐高温的MgO和Al₂O₃覆盖在塑料表面，
故答案为：甲分解吸热且产生大量二氧化碳，同时还生成耐高温的MgO和Al₂O₃覆盖在塑料表面；
（3）①CO₂（g）+3H₂（g）

催化剂  .

CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（1）△H₂
③H₂O（g）═H₂O（1）△H₃
依据盖斯定律计算3×②-2×①-6×③得到气态甲醇完全燃烧生成CO₂（g）和气态水的热化学方程式为：2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=3△H₂-2△H₁-6△H₃，
故答案为：2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=3△H₂-2△H₁-6△H₃；
（4）反应CO₂（g）+3H₂（g）

催化剂  .

CH₃OH（g）+H₂O（g），
A．反应物起始的物质的量之比

n(H2)

n(CO2)

=1.5或

n(H2)

n(CO2)

=2，同温度下，氢气越多二氧化碳转化率越大，则曲线Ⅰ对应的反应物起始物质的量之比为2，故A错误；
B．单位时间内消耗H₂的物质的量与消耗H₂O的物质的量之比为3：1时，正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故B正确；
C．曲线Ⅰ对应的反应物起始物质的量之比为2，图象可知a点对应的CO₂的平衡转化率为60%，二氧化碳和氢气转化率之比等于1：3，则氢气转化率=

3

2

×60%=90%，故C正确；
D．温度升高二氧化碳平衡转化率减小，说明升温平衡逆向进行，正反应为放热反应，b点温度高对应的平衡常数K值小于c点，故D错误；
故答案为：BC；
（5）在体积为2L的固定绝热的密闭容器中加入1 molCH₃OH和1 molH₂O，第4 min达到平衡，反应中c（CO₂）的变化情况如图2所示，说明是逆反应达到的化学平衡状态，在第5 min时向体系中再充入0.2molCO₂和0.4molH₂（其它条件不变），平衡正向进行二氧化碳浓度减小，第8 min达到平衡，此时c（H₂）=c（CH₃OH），0.2起点，0.175平衡点，据此画出图象为，
答：5到9 min的c（CO₂）浓度示意曲线．