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) △H 1 = +489.0 kJ·mol－1

C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 = +173.0 kJ·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 =－49.0 kJ·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

（1）①Fe2O3(s) +3 CO(g)= 2Fe(s) +3CO2(g) △H = -30 kJ·mol－1（2分）

②C2H5OH —12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O（2分）

（2）①K=[c(CH3OH) ?c(H2O)]/ [c(CO2) ?c3(H2)] （1分）

②0.4 mol/(L?min) （1分）

③減小（1分）

【解析】

試題分析：（1）根據蓋斯定律，把方程式（2）移向，然后乘以3，和方程式（1）相加，可得Fe2O3(s) +3 CO(g)= 2Fe(s) +3CO2(g) △H = -173×3+489= -30 kJ·mol－1 ；②n(C)=52.16/12=4.34，n(H)=13.14，n(O)=(100-52.16-13.14)/16=2.17，4.34:13.14:2.17=2:6:1，可以確定燃料為乙醇，乙醇作負極，失電子發生氧化反應，在堿性條件下產物為碳酸根，C2H5OH —12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O

（2）v(H2)=(0.75-0.15)/0.5=1.2mol/L，根據速率之比等于方程式系數，可得甲醇的速率為氫氣的1/3，即0.4 mol/(L?min)，加入催化劑，可以降低活化能，E1、E2都減小。

考點：考查熱方程的書寫、蓋斯定律、原電池、化學反應原理