Question

【題目】二氧化碳的回收利用是環保和能源領域研究的熱點課題，請根據要求回到下列問題：

(1)研究表明，利用太陽能可以將分解制收炭黑，其原理如圖1所示，制取炭黑的化學反應方程式是______；

已知：①

②

則過程2 的熱化學方程式為______。

(2)一定溫度下，在密閉容器中進行反應，下列說法正確的是______ 填字母序號

A.當反應容器中壓強不變時，反應達到平衡狀態

B.升高溫度，加快反應速率， 的轉化率增大

C.增大 的濃度，平衡向正反應方向移動，平衡常數增大

D.平衡時CO、 的體積分數一定相等

(3)在2L恒容密閉容器中充入和nmol ，在一定條件下發生反應，，的轉化率與溫度、投料比的關系如圖2所示。

①該反應的平衡常數表達式為______，若，則B點的K______計算結果精確至；

②若在500K時，按投料，在恒壓下進行，達到平衡狀態，此時的轉化率______ 填“”“”或“”；

(4)某研究團隊設計出一種新型太陽能電池，能把大氣中的二氧化碳轉換成碳氫化合物燃料。如圖3是通過

和作用制備的原理示意圖。b電極的電極反應為______。

Answer 1

【答案】 AB

【解析】

二氧化碳催化劑作用生成氧氣和碳，反應的化學方程式為：；已知：①，②，所求反應為：，反應可由得-(①+②)到，根據蓋斯定律，反應的焓變，故答案為：；；

恒容條件，混合氣體的總物質的量，隨反應進行不確定，即容器內壓強不斷變化，當壓強不隨時間變化而變化時，反應達到平衡狀態，故A正確；

B.反應吸熱，升高溫度有利于反應正向進行，加快反應速率，的轉化率提高，故B正確；

C.增大的濃度，平衡向正反應方向移動，但不改變化學平衡常數，化學平衡常數只隨溫度改變而改變，反應是在定溫下進行的，故C錯誤；

D.若起始只加入CO2和CH4，CO和的變化量始終相等，平衡時CO、H2的體積分數一定相等，若起始時還加入了CO或H2，平衡時CO、H2的體積分數不一定相等，故D錯誤；

故答案為：AB；

①可逆反應的平衡常數表達式K=；投料比時，即，在B點的平衡轉化率為，所以各組分的平衡濃度為，，c（CH3OH）==0.75mol/L，，所以化學平衡常數為K===5.3L2/mol2，

故答案為：；；

②反應為氣體分子數減少的反應，隨著反應進行，體系壓強降低，在500K時，按投料，在恒壓下進行，達到平衡狀態壓強較大，因此在恒壓裝置中進行反應相當于對原平衡加壓，則有利于反應正向進行，的轉化率增大，所以此時的轉化率，故答案為：；

根據原理圖分析，電極b為電子流入的電極，為正極，發生還原反應，應為轉化為的反應，則電極b上發生的電極反應為：，故答案為：。