题目

题型：不详难度：来源：

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
（1）将CO₂与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
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
则CO还原Fe₂O₃(s)的热化学方程式为           。
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：
CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K=          。
②取一定体积CO₂和H₂的混合气体(物质的量之比为1∶3)，加入恒容密闭容器中，发生上述反应。反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH)与反应温度T的关系如图所示，则该反应的ΔH      0(填“>”、“<”或“＝”)。

③在两种不同条件下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_Ⅰ     K_Ⅱ(填“>”、“<”或“＝”)。

（3）以CO₂为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH₂)₂]由CO₂和NH₃在一定条件下合成，其反应方程式为    。当氨碳比＝3，达平衡时CO₂的转化率为60%，则NH₃的平衡转化率为
        。
②用硫酸溶液作电解质进行电解，CO₂在电极上可转化为甲烷，该电极反应的方程式为                        。

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

试题分析：（1）反应①－ ②×3可得Fe₂O₃(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO₂(g) △H₌—28.5 kJ·mol^－1；（2）②该图像是反应过程图，最高点前是未平衡时的变化，最高点后的是平衡变化，即温度升高平衡逆向进行，反应放热；③由图判断曲线Ⅱ对应的反应反应速率快，温度高，甲醇含量低，K值小；（3）①反应为2NH₃+CO₂CO(NH₂)₂+H₂O，设氨气的物质的量为3mol，则二氧化碳的量为1mol，有
2NH₃+CO₂CO(NH₂)₂+H₂O
始量    3    1             0        0
转化量  1.2  0.6          0.6       0.6
平衡量  1.8  0.4           0.6       0.6
则NH₃的平衡转化率为1.2÷3=0.4
②根据信息，在酸性介质中反应为CO₂+8e^—+8H⁺=CH₄+2H₂O。