Question

（14分）、資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放，還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。

（1）有科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：

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

①上述反應(yīng)中每生成1 mol Fe3O4，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______mol。

②已知：C(s)+2H2O(g)=CO2 (g)+2H2(g) △H=+113.4 kJ·mol一1，則反應(yīng)：

3 FeO(s)+ H2O (g)= Fe3O4 (s)+ H2 (g)的△H=__________。

（2）在一定條件下，二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下：CO2(g)+4 H2 (g) C H4 (g)+2 H2O(g)

向一容積為 2 L的恒容密閉容器中充人一定量的CO2和H2，在 300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為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。則300℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________________。 200℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8，則該反應(yīng)的△H_____ (填“>’’或“<”)0。

（3）華盛頓大學(xué)的研究人員研究出一種方法，可實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)時(shí)CO2零排放，其基本原理如圖所示：

①上述生產(chǎn)過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化方式是_____________。

a、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 b、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能

c、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 d、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

②上述電解反應(yīng)在溫度小于 900℃時(shí)進(jìn)行，碳酸鈣先分解為CaO和CO2，電解質(zhì)為熔融碳酸鈉，陰極反應(yīng)式為3CO2＋4e－=C＋2CO32-

則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為__________________ _。

Answer 1

(共14分)（1）①2 (2分)

②+18.7 kJ·mol-1(2分)

（2）25 (2分)；＜(2分)

（3）①a、c(3分，少一個(gè)得1分，多選或錯(cuò)選不得分)②2 CO2- 3－4e－===2CO2↑＋O2↑(3分)

【解析】

試題分析：（1）①每生成1mol四氧化三鐵，則消耗0.5mol二氧化碳，C元素的化合價(jià)從+4價(jià)降低到0價(jià)，得到4個(gè)電子，所以0.5mol二氧化碳參加反應(yīng)，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.5mol×4=2mol；

②根據(jù)蓋斯定律，將已知兩個(gè)熱化學(xué)方程式相加后除以2可得所求的熱化學(xué)方程式，所以3 FeO(s)+ H2O (g)= Fe3O4 (s)+ H2 (g)的△H=[（-76.0 kJ·mol一1）+(+113.4 kJ·mol一1)]/2=+18.4kJ·mol一1；

（2）根據(jù)物質(zhì)的平衡濃度，300℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=（0.8×1.62）/(0.84×0.2)=25；200℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8>25，溫度降低，平衡常數(shù)增大，說(shuō)明降低溫度，平衡正向移動(dòng)，所以正向是放熱反應(yīng)，△H<0；

（3）①由圖知，是用吸收的太陽(yáng)能和電源電能進(jìn)行反應(yīng)能量的來(lái)源，來(lái)實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)中二氧化碳的零排放，所以存在太陽(yáng)能和電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，答案選ac；

②電解反應(yīng)中陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，由圖知反應(yīng)產(chǎn)物為O2，又電解質(zhì)為熔融碳酸鈉，故反應(yīng)方程式：2CO32--4e－=2CO2↑＋O2↑。

考點(diǎn)：考查得失電子守恒，蓋斯定理的應(yīng)用，反應(yīng)平衡常數(shù)的計(jì)算，電解原理，能量的轉(zhuǎn)化

考點(diǎn)分析： 考點(diǎn)1：氧化還原反應(yīng) 考點(diǎn)2：化學(xué)反應(yīng)與能量 考點(diǎn)3：電解池 試題屬性

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