Question

【题目】研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

（1）CO可用于炼铁，已知：Fe2O3（s）+ 3C（s）＝2Fe（s）+ 3CO（g）ΔH 1＝+489.0 kJ·mol－1，

C（s）+CO2（g）＝2CO（g） ΔH 2 ＝+172.5 kJ·mol－1

则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为 。

（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）。写出该电池的负极反应式： 。

（3）一定温度下，在一恒容的密闭容器中，由CO和H2合成甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）

①CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如下图所示。

B、C两点的平衡常数K（B） K（C）（填“＞”、“=”或“＜”）．

②某温度下，将2．0molCO和6．0molH2充入2L的密闭容器中，达到平衡时测得c（CO）=0．25mol/L，CO的转化率= ，此温度下的平衡常数K= （保留二位有效数字）

Answer 1

【答案】（1）Fe2O3（s）+ 3CO（g）＝2Fe（s）+ 3CO2（g） △H ＝－28.5 kJ·mol－1（2分）

（2）CO + 4OH－―2e－＝CO32－+ 2H2O（2分）

（3）①＞（2分）②75%（2分） 1.3L/mol（2分）

【解析】

试题分析：（1）Fe2O3（s）+ 3C（s）＝2Fe（s）+ 3CO（g）ΔH 1＝+489.0 kJ·mol－1 ①，C（s）+CO2（g）＝2CO（g）ΔH 2 ＝+172.5 kJ·mol－1 ②，根据盖斯定律由①-②×3，得到热化学方程式为Fe2O3（s）+ 3CO（g）＝2Fe（s）+ 3CO2（g） △H ＝－28.5 kJ·mol－1。

（2）CO燃料电池以KOH溶液为电解质溶液时，负极上是CO发生失电子的氧化反应，又因为电解质是KOH溶液，二氧化碳和氢氧化钾反应得到的是碳酸钾，即该电池的负极反应式为CO + 4OH－―2e-＝ CO32－+ 2H2O 。

（3）①根据图中CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系，当温度升高时，一氧化碳的转化率逐渐减小，所以化学平衡向左移动，平衡常数减小，则K（B）> K（C）；

②将2.0molCO和6.0mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.25mol/L，

CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）

初始浓度：1.0 3.0 0

变化浓度：0.75 1.5 0.75

平衡浓度：0.25 1.5 0.75

CO的转化率0.75÷1×100%=75%，此温度下的化学平衡常数K=0.75÷（0.25×1.52）≈1.3。