Question

研究CO₂的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要意義。

（1）將CO₂與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等。

已知：Fe₂O₃(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)  △H ₁₌+489.0 kJ·mol^－1

C(石墨)+CO₂(g)=2CO(g)   △H ₂₌+172.5 kJ·mol^－1

則CO還原Fe₂O₃(s)的熱化學(xué)方程式為            。

（2）二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向，將CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為：

CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)  △H

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=           。

②取一定體積CO₂和H₂的混合氣體(物質(zhì)的量之比為1∶3)，加入恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)。反應(yīng)過程中測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH₃OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系如圖所示，則該反應(yīng)的ΔH       0(填“>”、“<”或“＝”)。

③在兩種不同條件下發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得CH₃OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示，曲線I、Ⅱ?qū)��?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K_Ⅰ      K_Ⅱ(填“>”、“<”或“＝”)。

（3）以CO₂為原料還可以合成多種物質(zhì)。

①工業(yè)上尿素[CO(NH₂)₂]由CO₂和NH₃在一定條件下合成，其反應(yīng)方程式為     。當(dāng)氨碳比＝3，達(dá)平衡時(shí)CO₂的轉(zhuǎn)化率為60%，則NH₃的平衡轉(zhuǎn)化率為

         。

②用硫酸溶液作電解質(zhì)進(jìn)行電解，CO₂在電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷，該電極反應(yīng)的方程式為                         。

 

 

Answer 1

【答案】

 

 （1）Fe₂O₃(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO₂(g)  △H₌—28.5 kJ·mol^－1（2分）

（2）① （2分）    ②＜（2分）  ③>（2分）

（3）①2NH₃+CO₂CO(NH₂)₂+H₂O（2分）    40%（2分）

②CO₂+8e^—+8H⁺=CH₄+2H₂O（2分）

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)①－ ②×3可得Fe₂O₃(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO₂(g)  △H₌—28.5 kJ·mol^－1；（2）②該圖像是反應(yīng)過程圖，最高點(diǎn)前是未平衡時(shí)的變化，最高點(diǎn)后的是平衡變化，即溫度升高平衡逆向進(jìn)行，反應(yīng)放熱；③由圖判斷曲線Ⅱ?qū)��?yīng)的反應(yīng)反應(yīng)速率快，溫度高，甲醇含量低，K值�。唬�3）①反應(yīng)為2NH₃+CO₂CO(NH₂)₂+H₂O，設(shè)氨氣的物質(zhì)的量為3mol，則二氧化碳的量為1mol，有

2NH₃+CO₂CO(NH₂)₂+H₂O

始量    3    1             0        0

轉(zhuǎn)化量  1.2  0.6           0.6       0.6

平衡量  1.8  0.4           0.6       0.6

則NH₃的平衡轉(zhuǎn)化率為1.2÷3=0.4

②根據(jù)信息，在酸性介質(zhì)中反應(yīng)為CO₂+8e^—+8H⁺=CH₄+2H₂O。

考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡中的有關(guān)常數(shù)、轉(zhuǎn)化率及熱化學(xué)方程式書寫、電化學(xué)等有關(guān)問題。