研究和深度开发CO、CO2的应用对建生态文明社会具有重要的意义。
(1)CO可用于炼铁,已知:
Fe2O3(s)+3C(s)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1,
C(s)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 Fe2O3(s)+3CO(s)═2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ•mol-1Fe2O3(s)+3CO(s)═2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ•mol-1。
(2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。写出该电池的负极反应式:CO+4OH--2e-=CO32-+2H2OCO+4OH--2e-=CO32-+2H2O。
(3)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图1。

①线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI>>KⅡ。(填“>”或“=”或“<”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1mol CO2、3mol H2 | amol CO2、bmol H2、cmol CH3OH(g)、cmol H2O(g) |
0.4<c≤1mol
0.4<c≤1mol
。(4)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2(g)转化为CH4和O2,紫外光照射时,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化见图2。在0~15小时内,CH4的平均生成速率I、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为
Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ
Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ
。(填序号)(5)一种甲醇燃料电池(图3),使用的电解质溶液是2mol•L-1的KOH溶液。请写出加入(通入)b物质一极的电极反应式
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
;每消耗6.4g甲醇转移的电子数为 1.2NA
1.2NA
。(6)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下,将amol/L的醋酸与bmol/L Ba(OH)2溶液等体积混合后,溶液中:2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数Ka为
2
b
×
1
0
-
7
a
-
2
b
2
b
×
1
0
-
7
a
-
2
b
【答案】Fe2O3(s)+3CO(s)═2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ•mol-1;CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O;>;0.4<c≤1mol;Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ;O2+2H2O+4e-=4OH-;1.2NA;
2
b
×
1
0
-
7
a
-
2
b
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:8引用:1难度:0.5
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(1)图1的四个过程中能量转化形式有
A.2种 B.3种 C.4种 D.4种以上
(2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通电2H2(g)+O2(g)△H2光照催化剂
以上反应的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
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