Question

近年来，化学工作者在CO₂的应用研究上取得了一些重要成果．
（1）已知：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.76kJ/mol
CH₃OCOOCH₃（l）+3O₂（g）=3CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1299.80kJ/mol
则2CH₃OH（l）+CO₂（g）=CH₃OCOOCH₃（l）+H₂O（l）△H=

 

kJ/mol．
（2）在载人航天器中应用电化学原理，以Pt为阳极，Pb（CO₂的载体）为阴极，KHCO₃溶液为电解质溶液，还原消除航天器内CO₂同时产生O₂和新的能源CO，总反应的化学方程式为：2CO₂

电解  .

2CO+O₂，则其阴极的电极反应式为

 

．
（3）利用太阳能和缺铁氧化物[Fe_（1-y）O]将廉价CO₂热解为碳和氧气，实现CO₂再资源化，转化过程如图所示，若用1mol缺铁
氧化物[Fe_（1-y）O]与足量CO₂完全反应可生成0.1mol C（碳），则y=

 

．
（4）将CO₂和H₂在催化剂作用下合成CH₃OH．一定温度下，在一体积为1L密闭容器中投入1mol CO₂和3mol H₂发生如下反应：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0
在温度T₁时，当反应达到平衡时，测得n（H₂）=2.4mol；其它条件不变，在温度T₂时，当反应达到平衡时，测得
n（CO₂）=0.82mol，则T₂

 

T₁．（填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池,化学平衡的影响因素

专题：化学反应中的能量变化,电化学专题

分析：（1）依据热化学方程式 和盖斯定律计算得到；
（2）依据电解原理阴极上是得到电子发生还原反应生成一氧化碳；
（3）依据反应物和产物利用直平法配平化学方程式，利用已知守恒计算得到；
（4）依据化学平衡在不同温度下二氧化碳的转化率计算，比较反应进行程度大小，确定确定高低；

解答： 解：（1）①CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.76kJ/mol
②CH₃OCOOCH₃（l）+3O₂（g）=3CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1299.80kJ/mol
依据热化学方程式和盖斯定律①×2-②得到，2CH₃OH（l）+CO₂（g）=CH₃OCOOCH₃（l）+H₂O（l）△H=-151.72KJ/mol；
故答案为：-151.72；
（2）以Pt为阳极，Pb（CO₂的载体）为阴极，KHCO₃溶液为电解质溶液，还原消除航天器内CO₂同时产生O₂和新的能源CO，总反应的化学方程式为：2CO₂

电解  .

2CO+O₂，则二氧化碳在阴极上得到电子发生还原反应生成一氧化碳，的电极反应式为：CO₂+H₂O+2e^-=CO+2OH^-；
故答案为：CO₂+H₂O+2e^-=CO+2OH^-；
（3）依据图示得到化学方程式为：Fe_（1-y）O+0.1CO₂=0.1C+

1-y

3

Fe₃O₄，
依据氧原子守恒得到1+0.2=

4(1-y)

3

y=0.1
故答案为：0.1
（4）一定温度下，在一体积为1L密闭容器中投入1mol CO₂和3mol H₂发生如下反应：
             CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始量（mol）  1       3          0         0
变化量1（mol）0.3     0.6        0.3       0.3
平衡量1（mol）0.7     2.4        0.3       0.3
二氧化碳转化率=30%
             CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始量（mol） 1       3          0        0
变化量2（mol）0.18   0.54       0.18     0.18   
平衡量2（mol）0.82   2.45       0.18     0.18
二氧化碳转化率=18%
则温度T₁反应进行程度大与T₂，反应是放热反应，温度越低，平衡正向进行，所以T₂＞T₁；
故答案为：＞；

点评：本题考查了热化学方程式和盖斯定律的计算 应用，电解池电极反应的分析书写，化学平衡的计算判断，原子守恒氧化还原反应的计算应用，题目难度中等．