Question

研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义．（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．已知：F

研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义．（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ?mol-1C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ?mol-1则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为______．（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H①该反应的平衡常数表达式为K=c(CH3OH)?c(H2O)c(CO2)?c3(H2)c(CH3OH)?c(H2O)c(CO2)?c3(H2)．②取一定体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比为1：3），加入恒容密闭容器中，发生上述反应．反应经过相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系如图1所示，则该反应的△H______0（填“＞”、“＜”或“=”）．③在两种不同温度下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ______KⅡ（填“＞”、“＜”或“=”）．④用硫酸溶液作电解质进行电解，CO2在电极上可转化为甲烷，该电极反应的方程式为______．

Answer 1

（1）已知：①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁=+489.0kJmol^-1
②C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂=+172.5kJmol^-1
依据盖斯定律，①-②×3得Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g），故△H=489.0kJmol^-1-3×172.5kJmol^-1=-28.5kJmol^-1，
故答案为：Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5kJmol^-1；
（2）①二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），其平衡常数K=

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?c3(H2)

，故答案为：

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?c3(H2)

；
②根据图象可知达到平衡后，温度越高，甲醇的体积分数φ（CH₃OH）越小，说明升高温度平衡逆移，则正反应方向为放热反应，则△H＜0，故答案为：＜；
③根据图象可知曲线Ⅱ到达平衡所用时间较短，则该条件下温度高，升高温度平衡逆移，平衡常数减小，则曲线Ⅱ条件下平衡常数较小，即K_Ⅰ＞K_Ⅱ；
故答案为：＞；
④用硫酸溶液作电解质进行电解，CO₂失电子转化为甲烷，则其电极方程式为：CO₂+8H⁺-8e^-=CH₄+2H₂O，故答案为：CO₂+8H⁺-8e^-=CH₄+2H₂O．