Question

研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。

（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。

     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)   △H2 = +172.5 kJ·mol－1

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

（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：

CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)  △H

①该反应的平衡常数表达式为K=                   。

②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3)，加入恒容密闭容器中，发生上述反应。反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图10所示，则该反应的ΔH      0(填“>”、“<”或“＝”)。

       　   

                  图10                         图11

③在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图11所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ         KⅡ(填“>”、“<”或“＝”)。

（3）以CO2为原料还可以合成多种物质。

①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为                                 。当氨碳比＝3，达平衡时CO2的转化率为60%，则NH3的平衡转化率为           。

②用硫酸溶液作电解质进行电解，CO2在电极上可转化为甲烷，该电极反应的方程式为                   。

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）