Question

【題目】資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放，還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。

（1）有科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相關(guān)熱化學(xué)方程式：6 FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)　△H= -76.0 kJ·mol一1

①上述反應(yīng)中每生成1 mol Fe3O4，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______mol。

②已知：C(s)+2H2O(g)=CO2 (g)+2H2(g)　△H=+113.4 kJ·mol一1，則反應(yīng)：3 FeO(s)+ H2O (g)= Fe3O4 (s)+ H2 (g)的△H=__________。

（2）在一定條件下，二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下：CO2(g)+4 H2 (g) C H4 (g)+2 H2O(g)；向一容積為 2 L的恒容密閉容器中充人一定量的CO2和H2，在 300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為CO2 0.2 mol·L一1， H2 0.8 mol·L一1，CH40.8 mol·L一1，H2O1.6 mol·L一1。則300℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________________。 200℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8，則該反應(yīng)的△H_____ (填“>’’或“<”)0。

（3）華盛頓大學(xué)的研究人員研究出一種方法，可實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)時(shí)CO2零排放，其基本原理如圖所示：

①上述生產(chǎn)過程的能量轉(zhuǎn)化方式是_____________。

a、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 b、太陽能轉(zhuǎn)化為電能

c、太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 d、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

②上述電解反應(yīng)在溫度小于 900℃時(shí)進(jìn)行，碳酸鈣先分解為CaO和CO2，電解質(zhì)為熔融碳酸鈉，陰極反應(yīng)式為3CO2＋4e－=C＋2CO32-，則陽極的電極反應(yīng)式為______________________________________________。

Answer 1

【答案】(共14分)（1）①2(2分)

②+18.7kJ·mol-1(2分)

（2）25(2分)；＜(2分)

（3）①a、c(3分，少一個(gè)得1分，多選或錯(cuò)選不得分)②2CO2-3－4e－===2CO2↑＋O2↑(3分)

【解析】

試題（1）①反應(yīng)中轉(zhuǎn)移4個(gè)電子，所以當(dāng)有1摩爾四氧化三鐵生成時(shí)轉(zhuǎn)移電子為2摩爾。②用蓋斯定律分析，根據(jù)（反應(yīng)①+反應(yīng)②）/2，反應(yīng)熱=（-76+113.4）/2=+18.7kJ·mol-1。（2）平衡常數(shù)=0.8×1.62/0.2×0.84=25；因?yàn)闇囟冉档停�平衡常�?shù)增大，說明平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)放熱。（3）①a裝置為電解池，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，正確；b太陽能沒有轉(zhuǎn)化為電能，錯(cuò)誤；c太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，正確；d是電解池，不是原電池，錯(cuò)誤。所以選ac。②從圖上分析，陽極附近產(chǎn)生氧氣，說明陽極是碳酸根離子失去電子變成了氧氣，電極反應(yīng)為：2CO32-－4e－===2CO2↑＋O2↑。