Question

研究CO₂的利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要意義。

（1）將CO₂與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等。

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

     則CO還原Fe₂O₃(s)的熱化學(xué)方程式為     ▲       。

（2）二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向，將CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為：

CO₂(g) +3H₂(g)CH₃OH(g) +H₂O(g)  △H

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=     ▲       。

②取一定體積CO₂和H₂的混合氣體(物質(zhì)的量之比為1∶3)，加入恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)。反應(yīng)過程中測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH₃OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系如圖10所示，則該反應(yīng)的ΔH   ▲    0(填“>”、“<”或“＝”)。

       　   

                  圖10                         圖11

③在兩種不同條件下發(fā)生反應(yīng)，測得CH₃OH的物質(zhì)的量隨時間變化如圖11所示，曲線I、Ⅱ?qū)��?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K_Ⅰ   ▲   K_Ⅱ(填“>”、“<”或“＝”)。

（3）以CO₂為原料還可以合成多種物質(zhì)。

①工業(yè)上尿素[CO(NH₂)₂]由CO₂和NH₃在一定條件下合成，其反應(yīng)方程式為  ▲   。當(dāng)氨碳比＝3，達平衡時CO₂的轉(zhuǎn)化率為60%，則NH₃的平衡轉(zhuǎn)化率為

    ▲     。

②用硫酸溶液作電解質(zhì)進行電解，CO₂在電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷，該電極反應(yīng)的方程式為             ▲            。

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）