Question

【题目】资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品．
（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2 ， 相关热化学方程式如下：6FeO（s）+CO2（g）=2Fe3O4（s）+C（s）△H=﹣76.0kJmol﹣1
①上述反应中每生成1mol Fe3O4 ， 转移电子的物质的量为mol．
②已知：C（s）+2H2O（g）=CO2 （g）+2H2（g）△H=+113.4kJmol﹣1 ， 则反应：
3FeO（s）+H2O （g）=Fe3O4 （s）+H2 （g）的△H= ．
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO2（g）+4H2 （g）CH4 （g）+2H2O（g）△H=QkJmol﹣1 ， 向一容积为 2L的恒容密闭容器中充人2molCO2和8mol H2 ， 在 300℃时发生上述反应，达到平衡时，测得CH4的浓度为0.8molL﹣1 ， 则300℃时上述反应的平衡常数K= ． 200℃时该反应的平衡常数K=64.8，则该反应的Q（填“＞”或“＜”）0．

Answer 1

【答案】
（1）2；+18.7kJ?mol﹣1
（2）25；＜
【解析】解：（1）①由方程式可知，每生成1mol Fe3O4时生成0.5molC，C元素化合价由+4价降低为0价，故转移电子为0.5mol×4=2mol，故答案为：2；②已知：Ⅰ.6FeO（s）+CO2（g）=2Fe3O4（s）+C（s）△H=﹣76.0kJmol﹣1
Ⅱ．C（s）+2H2O（g）=CO2 （g）+2H2（g）△H=+113.4kJmol﹣1 ， 根据盖斯定律，（Ⅰ+Ⅱ）× 可得：3FeO（s）+H2O （g）=Fe3O4 （s）+H2 （g），则△H= ×（﹣76.0kJmol﹣1+113.4kJmol﹣1）=+18.7kJmol﹣1 ， 故答案为：+18.7kJmol﹣1；（2）向一容积为 2L的恒容密闭容器中充人2molCO2和8mol H2 ， 在 300℃时发生上述反应，达到平衡时，测得CH4的浓度为0.8molL﹣1 ， 则：
CO2（g）+4H2 （g）CH4 （g）+2H2O（g）
起始量（mol/L）：1 4 0 0
变化量（mol/L）：0.8 3.2 0.8 1.6
平衡量（mol/L）：0.2 0.8 0.8 1.6
平衡常数K= = =25，200℃时该反应的平衡常数K=64.8，大于300℃时该反应的平衡常数25，说明降低温度平衡向正反应方向移动，故正反应为放热反应，即Q＜0，故答案为：25；＜．
（1）①反应中Fe元素化合价升高，C元素化合价降低，计算生成C的物质的量，结合C元素化合价变价计算转移电子物质的量；②已知：Ⅰ.6FeO（s）+CO2（g）=2Fe3O4（s）+C（s）△H=﹣76.0kJmol﹣1Ⅱ．C（s）+2H2O（g）=CO2 （g）+2H2（g）△H=+113.4kJmol﹣1 ，
根据盖斯定律，（Ⅰ+Ⅱ）× 可得：3FeO（s）+H2O （g）=Fe3O4 （s）+H2 （g），焓变也进行需要计算；（2）向一容积为 2L的恒容密闭容器中充人2molCO2和8mol H2 ， 在 300℃时发生上述反应，达到平衡时，测得CH4的浓度为0.8molL﹣1 ， 则：
CO2（g）+4H2 （g）CH4 （g）+2H2O（g）
起始量（mol/L）：1 4 0 0
变化量（mol/L）：0.8 3.2 0.8 1.6
平衡量（mol/L）：0.2 0.8 0.8 1.6
代入K= 计算平衡常数，再根据平衡常数相对大小判断温度对平衡移动的影响．