Question

11．CO₂是自然界中碳循環的主要載體，維持大氣中CO₂的平衡對生態環境有重要意義．
（1）舉一例說明CO₂在自然界碳循環過程中的作用光合作用．
（2）CO₂加氫合成低碳烯烴技術在環境保護等方面具有重要意義．以合成C₂H₄為例，該轉化分為兩步進行：
第一步：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ/mol
第二步：2CO（g）+4H₂（g）?C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H=-210.5kJ/mol
①第一步反應的平衡常數表達式K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$．
②CO₂加氫合成乙烯的熱化學方程式是2CO₂+6H₂（g）=C₂H₄（g）+4H₂O（g）△H=-127.9 kJ/mol．
③一定條件下的密閉容器中，總反應達到平衡，要提高CO₂的轉化率，可以采取的措施是bd（選填字母）．
a．低壓b．增大H₂濃度c．加入適當催化劑d．分離出水
④如圖是其他條件一定時，反應溫度對CO₂平衡轉化率影響的曲線（已知：多步遞進反應中，條件不同時，反應物轉化率可能由不同步驟的反應決定）．在溫度高于約650℃時，CO₂的平衡轉化率隨著溫度升高而增大的原因是大于650℃時，第一步反應（吸熱）為主，因此升溫使CO₂轉化率增大．

Answer 1

分析 （1）二氧化碳參與光合作用，可以實現CO₂在自然界碳循環；
（2）①化學平衡常數是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物的濃度系數次冪之積與反應物的濃度系數次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學平衡常數中寫出；
②已知：Ⅰ．CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ/mol
Ⅱ．2CO（g）+4H₂（g）?C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H=-210.5kJ/mol
根據蓋斯定律，Ⅰ×2+Ⅱ可得：2CO₂+6H₂（g）=C₂H₄（g）+4H₂O（g）；
③要提高CO₂的轉化率，改變條件應使平衡正向移動，但不能只增大二氧化碳的用量，否則轉化率為降低，結合平衡移動原理分析解答；
④大于650℃時，第一步反應（吸熱）為主，因此升溫使CO₂轉化率增大．

解答 解：（1）二氧化碳參與光合作用，可以實現CO₂在自然界碳循環，
故答案為：光合作用；
（2）①CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的化學平衡常數表達式K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$，
故答案為：$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$；
②已知：Ⅰ．CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ/mol
Ⅱ．2CO（g）+4H₂（g）?C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H=-210.5kJ/mol
根據蓋斯定律，Ⅰ×2+Ⅱ可得：2CO₂+6H₂（g）=C₂H₄（g）+4H₂O（g）△H=-127.9 kJ/mol，
故答案為：2CO₂+6H₂（g）=C₂H₄（g）+4H₂O（g）△H=-127.9 kJ/mol；
③a．正反應為氣體體積減小的反應，低壓有利于逆向減小，CO₂的轉化率減小，故a錯誤；
b．增大H₂濃度，平衡正向移動，CO₂的轉化率增大，故b正確；
c．加入適當催化劑，可以加快反應速率，但不影響平衡移動，CO₂的轉化率不變，故c錯誤；
d．分離出水，生成物濃度減小，平衡正向移動，CO₂的轉化率增大，故d正確，
故選：bd；
④大于650℃時，第一步反應（吸熱）為主，正反應為吸熱反應，升高溫度平衡正向移動，因此升溫使CO₂轉化率增大，
故答案為：大于650℃時，第一步反應（吸熱）為主，因此升溫使CO₂轉化率增大．

點評 本題考查化學平衡影響因素、平衡常數、蓋斯定律應用等，注意對基礎知識的理解掌握．