Question

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。

（1）将CO₂与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。

已知：Fe₂O₃(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g)  △H ₁ = +489.0 kJ·mol^－1

         C(石墨) +CO₂(g) = 2CO(g)   △H ₂ = +172.5 kJ·mol^－1

     则CO还原Fe₂O₃(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CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：

CO₂(g) +3H₂(g)CH₃OH(g) +H₂O(g)  △H

①该反应的平衡常数表达式为K=     ▲       。

②取一定体积CO₂和H₂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(CH₃OH)与反应温度T的关系如图10所示，则该反应的ΔH   ▲    0(填“>”、“<”或“＝”)。

       　   

                  图10                         图11

③在两种不同条件下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图11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CO₂为原料还可以合成多种物质。

①工业上尿素[CO(NH₂)₂]由CO₂和NH₃在一定条件下合成，其反应方程式为  ▲   。当氨碳比＝3，达平衡时CO₂的转化率为60%，则NH₃的平衡转化率为

    ▲     。

②用硫酸溶液作电解质进行电解，CO₂在电极上可转化为甲烷，该电极反应的方程式为             ▲            。

Answer 1

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

（2）① （2分）    ②＜（2分）  ③>（2分）

（3）①2NH₃+CO₂CO(NH₂)₂+H₂O（2分）    40%（2分）

②CO₂+8e^—+8H⁺=CH₄+2H₂O（2分）