Question

【题目】研究碳和硫的化合物的性质，有助于合理控制温室效应、环境污染，并能进行资源化利用，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上述反应的还原产物为 ， 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）．向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的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 0.2molL﹣1 ， H2 0.8molL﹣1 ， CH4 0.8molL﹣1 ， H2O 1.6molL﹣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△H（填“＞”或“＜”）0．

Answer 1

【答案】
（1）C；2；+18.7kJ/mol
（2）25；＜
【解析】解：（1）①反应6FeO（s）+CO2（g）═2Fe3O4（s）+C（s）中，Fe元素化合价由+2价部分升高到+3价，C元素化合价由+4价降低到0价，还原产物为C，每生成1mol Fe3O4 ， 则生成0.5molC，转移2mol电子， 所以答案是：C；2；
②6FeO（s）+CO2（g）=2Fe3O4（s）+C（s）△H=﹣76.0kJmol﹣1
C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H=+113.4kJmol﹣1 ，
两热化学方程式相加除以2得：3FeO（s）+H2O（g）=Fe3O4（s）+H2（g）
△H=（﹣76.0kJ/mol+113.4kJ/mol）÷2=+18.7kJ/mol，
所以答案是：+18.7kJ/mol；（2）平衡状态c（H2）=c（CH4）=0.8mol/L，c（CO2）=0.2mol/L；

	CO2（g）	+	4H2（g）		CH4（g）	+	2H2O（g）
起始量（mol/L）	1.0		4.0		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

反应的平衡常数表达式K= = =25，因为200℃时该反应的平衡常数K=64.8，所以升温K变小，平衡向逆反应方向移动，所以△H＜0；
所以答案是：25；＜．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用反应热和焓变和化学平衡的计算的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热；反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．