Question

研究和深度开发CO、CO₂的应用对构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)  ΔH ₁＝+489.0 kJ·mol^－1，C(s) +CO₂(g)＝2CO(g)   ΔH ₂ ＝+172.5 kJ·mol^－1

则CO还原Fe₂O₃(s)的热化学方程式为                 ▲                  。

（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）。

n(CH3OH)/mol

写出该电池的负极反应式：         ▲           。

（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)

t/min

测得CH₃OH的物质的量随时间的变化见图10。                          

图10

①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_Ⅰ  ▲   K_Ⅱ

（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	1molCO2、3molH2	a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g)

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为    ▲    。

（4）利用光能和光催化剂，可将CO₂和H₂O(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11。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    ▲     （填序号）。

	光照时间/h                                   反应温度/℃ 图11                                        图12

（5）以TiO₂／Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图12。

①乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是     ▲       。

②Cu₂Al₂O₄可溶于稀硝酸，写出有关的离子方程式：          ▲           。

Answer 1

（1）Fe₂O₃(s)+ 3CO(g)＝2Fe(s)+ 3CO₂(g)（2分） △H ＝－28.5 kJ·mol^－1（1分）

（2）CO + 4OH^－― 2e^－＝ CO₃^2－+ 2H₂O（2分）

（3）①＞（2分）    ②0.4＜c≤1（2分）

（4）II＞III＞I（2分）

（5）①300℃～400℃（2分）

②3Cu₂Al₂O₄+32H⁺+2NO₃^－＝ 6Cu²⁺+ 6Al³⁺+2NO↑+16 H₂O（2分）