Question

研究CO₂的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)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(xué)方程式為

 

．
②某含C、H、O三種元素的有機(jī)物A，經(jīng)測(cè)定碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.16%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(fù)極反應(yīng)式

 

．
（2）某實(shí)驗(yàn)將CO₂和H₂充入一定體積的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1，回答問(wèn)題：
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)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(cè)得c（H₂）=0.15mol/L，用CH₃OH表示該反應(yīng)的速率：v（CH₃OH）=

 

．
③如圖，在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E₂的變化是

 

（填“增大”，“減小”或“不變”）．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；
②依據(jù)鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算化學(xué)式，有機(jī)物作為燃料在原電池中的負(fù)極失電子發(fā)生有反應(yīng)，堿性溶液中生成碳酸根離子；
（2）①平衡常數(shù)概念書寫表達(dá)式，用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物配合你冪次方乘積；
②依據(jù)氫氣濃度變化計(jì)算反應(yīng)速率，結(jié)合反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中計(jì)量數(shù)之比計(jì)算得到甲醇反應(yīng)速率；
③催化劑增大反應(yīng)速率，降低反應(yīng)的活化能，不改變化學(xué)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(jù)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(jī)物A，經(jīng)測(cè)定碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.16%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.14%，氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jié)合氫原子乙飽和，最簡(jiǎn)式即分子式為C₂H₆O，燃料在原電池負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成碳酸鹽，電極反應(yīng)為：C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
故答案為：C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
（2）①依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念書寫，CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），平衡常數(shù)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(cè)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(yīng)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(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，降低費(fèi)用的活化能，同等程度降低正逆反應(yīng)的活化能，E₂的變化減小；
故答案為：減�。�

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式書寫，和蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用，化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)概念的理解應(yīng)用，注意催化劑同等程度改變正逆反應(yīng)速率，題目較簡(jiǎn)單．