Question

19．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．
Ⅰ、有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO₂，相关化学方程式如下：6FeO+CO₂═2Fe₃O₄+C；若用足量氢碘酸溶解Fe₃O₄溶解后的溶液中加入KSCN后溶液不变红（已知氢碘酸的酸性比盐酸强）．
（1）上述反应中每生成1mol Fe₃O₄，转移电子的物质的量为2mol．
（2）写出氢碘酸溶解Fe₃O₄的离子方程式Fe₃O₄+2I^-+8H⁺═3Fe²⁺+I₂+4H₂O．
Ⅱ、在一定条件下，可发生如下反应：CO₂（g）+4H₂ （g）?CH₄ （g）+2H₂O（g），向一容积为 2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO₂和H₂，在 300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO₂：0.2mol•L^一1，H₂：0.8mol•L^一1，CH_4：0.8mol•L^一1，H₂O：1.6mol•L^一1．则300℃时上述反应的平衡常数K=25． 200℃时该反应的平衡常数K=64.8，则该反应的△H＜ （填“＞”或“＜”）0．
Ⅲ、已知C（石墨）、H₂（g）燃烧的热化学方程式分别为：
①C（石墨）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-111.0KJ•mol^-1
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂0（g）△H=-242.0kJ•mol^-1
③C（石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-394.0kJ•mol^-1
请解答下列问题：
（1）工业制氢气的一个重要途径是用CO（g）与H₂O（g）反应生成CO₂（g）和H₂（g），则该反应的热化学方程式是CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41 kJ•mol^-1．
（2）若C（金刚石）+O₂（g）═CO₂（g）的△H=-395.0kJ•mol^-1，则稳定性：金刚石＜（填“＞”、“＜”或“=”）石墨．
（3）已知形成H₂0（g）中的2mol H-O键能放出926.0kJ的能量，形成1mol 0₂（g）中的共价键能放出498.0kJ的能量，则断裂1mol H₂（g）中的H-H键需要的能量435KJ．

Answer 1

分析 I．（1）根据方程式计算生成C的物质的量，结合碳元素化合价变化计算转移电子；
（2）用足量氢碘酸溶解Fe₃O₄溶解后的溶液中加入KSCN后溶液不变红，反应生成碘化亚铁、碘单质与水；
Ⅱ．根据K=$\frac{c（C{O}_{2}）×{c}^{2}（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{4}（{H}_{2}）}$计算平衡常数，根据温度对平衡常数的影响判断正反应反应是吸热还是放热；
Ⅲ．（1）已知：①C（石墨）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-111.0KJ•mol^-1
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂0（g）△H=-242.0kJ•mol^-1
③C（石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-394.0kJ•mol^-1
根据盖斯定律，③-①-②可得：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）；
（2）由热化学方程式可知，金刚石的能量比石墨的高，能量越低越稳定；
（3）反应热=反应物总键能-生成物总键能．

解答 解：I．（1）由方程式可知，生成C的物质的量为1mol×$\frac{1}{2}$=0.5mol，则转移电子为0.5mol×4=2mol，
故答案为：2；
（2）用足量氢碘酸溶解Fe₃O₄溶解后的溶液中加入KSCN后溶液不变红，反应生成碘化亚铁、碘单质与水，反应离子方程式为：Fe₃O₄+2I^-+8H⁺═3Fe²⁺+I₂+4H₂O，
故答案为：Fe₃O₄+2I^-+8H⁺═3Fe²⁺+I₂+4H₂O；
Ⅱ.300℃时平衡常数K=$\frac{c（C{O}_{2}）×{c}^{2}（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{4}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.8×1．{6}^{2}}{0.2×0．{8}^{4}}$=25，200℃时该反应的平衡常数K=64.8，降低温度平衡常数增大，平衡正向移动，则正反应为放热反应，则该反应的△H＜0，
故答案为：25；＜；
Ⅲ．（1）已知：①C（石墨）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-111.0KJ•mol^-1
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂0（g）△H=-242.0kJ•mol^-1
③C（石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-394.0kJ•mol^-1
根据盖斯定律，③-①-②可得：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41 kJ•mol^-1，
故答案为：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41 kJ•mol^-1；
（2）由：C（石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-394.0kJ•mol^-1，
C（金刚石）+O₂（g）═CO₂（g）的△H=-395.0kJ•mol^-1，
可知金刚石的能量比石墨的高，能量越低越稳定，故稳定性：金刚石＜石墨，
故答案为：＜；
（3）设断裂1mol H₂（g）中的H-H键需要的能量为x KJ，由H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂0（g）△H=-242.0kJ•mol^-1，则：x kJ/mol+$\frac{1}{2}$×498kJ/mol-926.0kJ/mol=-242.0kJ/mol，解得x=435，
故答案为：435．

点评 本题考查化学平衡常数及影响因素、氧化还原反应、反应热有关计算等，属于拼合型题目，注意理解掌握键能与反应热关系，难度中等．