Question

6．研究CO₂的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要意義．
（1）將CO₂與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等．
已知①Fe₂O₃（s）+3C（石墨，s）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁=+489.0kJ•mol^-1
②C（石墨，s）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂=+172.5kJ•mol^-1
則CO氣體還原Fe₂O₃（s）的熱化學(xué)方程式為Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5 kJ•mol^-1．
（2）將CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0.850℃時(shí)，
該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1．
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為k=$\frac{c（C{H}_{3}OH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$．
②若反應(yīng)的容器容積為2.0L，反應(yīng)進(jìn)行4.0min時(shí)，容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量減少了0，8mol，這段時(shí)間內(nèi)υ（CO₂）=0.05mol•L^-1•min^-1．
③850℃時(shí)，若向1.0L的密閉容器中同時(shí)充入3.0molCO₂（g）、1.0mol H₂（g）、1.0mol CH₃OH（g）和
5.0mol H₂O（g），上述反應(yīng)向逆反應(yīng)（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行．
④若上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K值增大，該反應(yīng)ad（填序號(hào)）．
a．一定下正反應(yīng)方向移動(dòng)                     b．一定下逆反應(yīng)方向移動(dòng)
c．在平衡移動(dòng)過(guò)程中正反應(yīng)速率先增大后減小   d．在平衡移動(dòng)過(guò)程中逆反應(yīng)速率先減小后增大．

Answer 1

分析 （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，①-②×3得到所需熱化學(xué)方程式；
（2）①據(jù)CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）此方程式，故k=$\frac{c（C{H}_{3}OH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
②據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$進(jìn)行計(jì)算；
③用濃度計(jì)算此時(shí)濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行方向；
④平衡常數(shù)K值增大即平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)或者平衡移動(dòng)過(guò)程中逆反應(yīng)速率先減小后增大．

解答 解：（1）①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁=+489.0kJ•mol^-1
②C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂=+172.5kJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律①-②×3得到熱化學(xué)方程式為：Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5 kJ•mol^-1，
故答案為：Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5 kJ•mol^-1；
（2）①據(jù)CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）此方程式，故k=$\frac{c（C{H}_{3}OH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
故答案為：k=$\frac{c（C{H}_{3}OH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
②CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）～△v=2mol
     1                                                                           2
     0.4                                                                         0.8
故△n（CO₂）=0.4mol，υ（CO₂）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{4min}$=0.05 mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.05 mol•L^-1•min^-1；
③此時(shí)濃度商Qc=$\frac{c（C{H}_{3}OH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{\frac{1mol}{1L}×\frac{5mol}{1L}}{\frac{3mol}{1L}×（\frac{1mol}{1L}）^{3}}$=$\frac{5}{3}＞1$，故反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行，
故答案為：逆反應(yīng)；
④平衡常數(shù)K值增大即平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)或者平衡移動(dòng)過(guò)程中逆反應(yīng)速率先減小后增大，
故答案為：ad．

點(diǎn)評(píng) 本題考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算，化學(xué)平衡的計(jì)算及移動(dòng)，難度中等，注意掌握平衡常數(shù)的書(shū)寫(xiě)與用途．