Question

研究CO 2 的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。（1）将CO 2 与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。已

研究CO 2 的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。（1）将CO 2 与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。已知：Fe 2 O 3 (s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) △H 1= +489.0 kJ·mol － 1 C(石墨)+CO 2 (g)=2CO(g) △H 2= +172.5 kJ·mol － 1 则CO还原Fe 2 O 3 (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CO 2 转化为甲醇的热化学方程式为：CO 2 (g)+3H 2 (g) CH 3 OH(g)+H 2 O(g) △H①该反应的平衡常数表达式为K= 。②取一定体积CO 2 和H 2 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。反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH 3 OH)与反应温度T的关系如图所示，则该反应的ΔH 0(填“>”、“<”或“＝”)。 ③在两种不同条件下发生反应，测得CH 3 OH的物质的量随时间变化如图所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K Ⅰ K Ⅱ (填“>”、“<”或“＝”)。 （3）以CO 2 为原料还可以合成多种物质。①工业上尿素[CO(NH 2 ) 2 ]由CO 2 和NH 3 在一定条件下合成，其反应方程式为 。当氨碳比 ＝3，达平衡时CO 2 的转化率为60%，则NH 3 的平衡转化率为 。②用硫酸溶液作电解质进行电解，CO 2 在电极上可转化为甲烷，该电极反应的方程式为 。

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Answer 1

（1）Fe 2 O 3 (s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2 (g) △H = —28.5 kJ·mol －1 （2分） （2）①  （2分）   ②＜（2分） ③>（2分） （3）①2NH 3 +CO 2 CO(NH 2 ) 2 +H 2 O（2分）    40%（2分） ②CO 2 +8e — +8H + =CH 4 +2H 2 O（2分）

试题分析：（1）反应①－ ②×3可得Fe 2 O 3 (s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2 (g) △H = —28.5 kJ·mol －1 ；（2）②该图像是反应过程图，最高点前是未平衡时的变化，最高点后的是平衡变化，即温度升高平衡逆向进行，反应放热；③由图判断曲线Ⅱ对应的反应反应速率快，温度高，甲醇含量低，K值小；（3）①反应为2NH 3 +CO 2 CO(NH 2 ) 2 +H 2 O，设氨气的物质的量为3mol，则二氧化碳的量为1mol，有 2NH 3 +CO 2 CO(NH 2 ) 2 +H 2 O 始量    3    1             0        0 转化量  1.2  0.6          0.6       0.6 平衡量  1.8  0.4           0.6       0.6 则NH 3 的平衡转化率为1.2÷3=0.4 ②根据信息，在酸性介质中反应为CO 2 +8e — +8H + =CH 4 +2H 2 O。