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：6 FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)　△H= -76.0 kJ·mol一1

①上述反应中每生成1 mol Fe3O4，转移电子的物质的量为_______mol。

②已知：C(s)+2H2O(g)=CO2 (g)+2H2(g)　△H=+113.4 kJ·mol一1，则反应：3 FeO(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)+4 H2 (g) C H4 (g)+2 H2O(g)；向一容积为 2 L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 0.2 mol·L一1， H2 0.8 mol·L一1，CH40.8 mol·L一1，H2O1.6 mol·L一1。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。

（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示：

①上述生产过程的能量转化方式是_____________。

a、电能转化为化学能 b、太阳能转化为电能

c、太阳能转化为化学能 d、化学能转化为电能

②上述电解反应在温度小于 900℃时进行，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，阴极反应式为3CO2＋4e－=C＋2CO32-，则阳极的电极反应式为______________________________________________。

Answer 1

【答案】(共14分)（1）①2(2分)

②+18.7kJ·mol-1(2分)

（2）25(2分)；＜(2分)

（3）①a、c(3分，少一个得1分，多选或错选不得分)②2CO2-3－4e－===2CO2↑＋O2↑(3分)

【解析】

试题（1）①反应中转移4个电子，所以当有1摩尔四氧化三铁生成时转移电子为2摩尔。②用盖斯定律分析，根据（反应①+反应②）/2，反应热=（-76+113.4）/2=+18.7kJ·mol-1。（2）平衡常数=0.8×1.62/0.2×0.84=25；因为温度降低，平衡常数增大，说明平衡正向移动，正反应放热。（3）①a装置为电解池，电能转化为化学能，正确；b太阳能没有转化为电能，错误；c太阳能转化为化学能，正确；d是电解池，不是原电池，错误。所以选ac。②从图上分析，阳极附近产生氧气，说明阳极是碳酸根离子失去电子变成了氧气，电极反应为：2CO32-－4e－===2CO2↑＋O2↑。