Question

研究CO₂的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義．
（1）將CO₂與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等．
①已知：Fe₂O₃（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g）△H₁=+489.0kJ?mol^-1； C（石墨）+CO₂（g）═2CO（g）△H₂=+173.0kJ?mol^-1，則CO還原Fe₂O₃（s）的熱化學方程式為

 

．
②某含C、H、O三種元素的有機物A，經測定碳的質量分數為52.16%，氫的質量分數13.14%，它可以作燃料電池（以KOH溶液為電解液）的原料，寫出該電池的負極反應式

 

．
（2）某實驗將CO₂和H₂充入一定體積的密閉容器中，發生反應：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1，回答問題：
①該反應的平衡常數表達式為

 

．
②把0.5mol的CO₂和1.5mol的H₂充入2L的密閉容器中，半分鐘后測得c（H₂）=0.15mol/L，用CH₃OH表示該反應的速率：v（CH₃OH）=

 

．
③如圖，在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E₂的變化是

 

（填“增大”，“減小”或“不變”）．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學電源新型電池,化學平衡常數的含義,化學平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
②依據鹽酸質量分數計算化學式，有機物作為燃料在原電池中的負極失電子發生有反應，堿性溶液中生成碳酸根離子；
（2）①平衡常數概念書寫表達式，用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物配合你冪次方乘積；
②依據氫氣濃度變化計算反應速率，結合反應速率之比等于化學方程式中計量數之比計算得到甲醇反應速率；
③催化劑增大反應速率，降低反應的活化能，不改變化學平衡；

解答： 解：（1）①a、Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁=+489.0kJ?mol^-1
b、C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂=+173J?mol^-1
依據蓋斯定律a-b×3得到Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-30J?mol^-1；
故答案為：Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-30?mol^-1；
②某含C、H、O三種元素的有機物A，經測定碳的質量分數為52.16%，氫的質量分數13.14%，氧元素質量分數為65.3%，n（C）：n（H）：n（O）=

52.16%

12

：

13.14%

1

：

65.3%

16

=2：6：1，碳原子結合氫原子乙飽和，最簡式即分子式為C₂H₆O，燃料在原電池負極失電子發生氧化反應，生成碳酸鹽，電極反應為：C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
故答案為：C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
（2）①依據化學方程式和平衡常數概念書寫，CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），平衡常數K=

c(CH3OH)c(H2O)

c(CO2)c3(H2)

，故答案為：

c(CH3OH)c(H2O)

c(CO2)c3(H2)

；
②把0.5mol的CO₂和1.5mol的H₂充入2L的密閉容器中，半分鐘后測得c（H₂）=0.15mol/L，V（H₂）=

0.75mol/L-0.15mol/L

0.5min

=1.2mol/L?min，則用甲醇表示該反應的速率：v（CH₃OH）=

1

3

V（H₂）=

1

3

×1.2mol/L?min=0.4mol/L?min；
故答案為：0.4mol/L?min；
③如圖，在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，降低費用的活化能，同等程度降低正逆反應的活化能，E₂的變化減小；
故答案為：減��；

點評：本題考查了熱化學方程式書寫，和蓋斯定律計算應用，化學反應速率、化學平衡常數概念的理解應用，注意催化劑同等程度改變正逆反應速率，題目較簡單．