Question

16．綜合利用CO₂、CO對構(gòu)建低碳社會有重要意義．
（1）Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂．如果尋找吸收CO₂的其他物質(zhì)，下列建議合理的是ab．
a．可在堿性氧化物中尋找
b．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中尋找
c．可在具有強氧化性的物質(zhì)中尋找
（2）Li₄SiO₄可用于吸收、釋放CO₂，原理是：在500℃，CO₂與Li₄SiO₄接觸后生成Li₂CO₃；平衡后加熱至700℃，反應逆向進行，放出CO₂，Li₄SiO₄再生．寫出CO₂與Li₄SiO₄反應的化學方程式CO₂+Li₄SiO₄Li₂CO₃+Li₂SiO₃；該反應為放（填“吸”或者“放”）熱反應，原因是升高溫度，平衡向逆向進行，說明逆反應為吸熱反應，所以正反應為放熱反應．
（3）CO與H₂在催化劑作用下發(fā)生如下反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．對此反應進行如下研究：某溫度下在某2L恒容密閉容器中分別充入1.2mol CO和1mol H₂，達到平衡測得有0.4mol CH₃OH（g），則該反應平衡常數(shù)值為50．
（4）在200℃并用鈷做催化劑的條件下，CO與H₂可合成C₅H₁₂（汽油的一種成分），可減少碳排放．反應中能量變化如圖1所示，寫出該反應的熱化學方程式5CO（g）+11H₂（g）═C₅H₁₂（g）+5H₂O（g）△H=+（b-a）KJ/mol．

（5）如圖2所示，利用缺鐵氧化物[如Fe_0.9O]可實現(xiàn)CO₂的綜合利用、構(gòu)建低碳環(huán)保社會．請說明該轉(zhuǎn)化的優(yōu)點將CO₂轉(zhuǎn)化為C和O₂；利用了太陽能；Fe₃O₄可循環(huán)使用．

Answer 1

分析 （1）二氧化碳為酸性氣體，Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂與氧化性無關(guān)；
（2）在500℃，CO₂與Li₄SiO₄接觸后生成Li₂CO₃，反應物為CO₂與Li₄SiO₄，生成物有Li₂CO₃，根據(jù)質(zhì)量守恒可知產(chǎn)物還有Li₂SiO₃；根據(jù)升高溫度平衡左移來分析；
（3）利用三段式結(jié)合平衡常數(shù)的計算公式來計算；
（4）根據(jù)圖1可知，反應物為5molCO氣體和11mol氫氣，產(chǎn)物為1mol戊烷氣體和5mol水蒸汽，由于反應物的能量低于產(chǎn)物的能量，故此反應為吸熱反應，且吸收（b-a）KJ，據(jù)此分析；
（5）根據(jù)圖示可知，F(xiàn)e_0.9O可以將CO₂轉(zhuǎn)化為Fe₃O₄和C，而Fe₃O₄又在太陽能高溫作用下分解為Fe_0.9O和氧氣，據(jù)此分析．

解答 解：（1）a．Li₂O、Na₂O、MgO均屬于堿性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO₂，可在堿性氧化物中尋找吸收CO₂的其他物質(zhì)，故a正確；
b．Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂，鈉、鎂為ⅠA、ⅡA族元素，所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中尋找吸收CO₂的其他物質(zhì)，故b正確；
c．Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂，但它們都沒有強氧化性，且吸收二氧化碳與氧化還原無關(guān)，故c錯誤；
故答案為：ab；
（2）在500℃，CO₂與Li₄SiO₄接觸后生成Li₂CO₃，反應物為CO₂與Li₄SiO₄，生成物有Li₂CO₃，根據(jù)質(zhì)量守恒可知產(chǎn)物還有Li₂SiO₃，所以化學方程式為：CO₂+Li₄SiO₄Li₂CO₃+Li₂SiO₃；由于升高溫度平衡左移，故正反應為放熱反應．
故答案為：CO₂+Li₄SiO₄Li₂CO₃+Li₂SiO₃；放；升高溫度，平衡向逆向進行，說明逆反應為吸熱反應，所以正反應為放熱反應；
（3）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始：1.2mol 1mol       0
轉(zhuǎn)化：0.4mol 0.8mol   0.4mol
平衡：0.8mol 0.2mol   0.4mol
所以：k=$\frac{0.2mol/L}{0.4mol/L×（0.1mol/L）^{2}}$=50（mol/L）^-2，故答案為：50；
（4）根據(jù)圖1可知，反應物為5molCO氣體和11mol氫氣，產(chǎn)物為1mol戊烷氣體和5mol水蒸汽，由于反應物的能量低于產(chǎn)物的能量，故此反應為吸熱反應，且吸收（b-a）KJ，故熱化學方程式為：5CO（g）+11H₂（g）═C₅H₁₂（g）+5H₂O（g）△H=+（b-a） KJ/mol，故答案為：5CO（g）+11H₂（g）═C₅H₁₂（g）+5H₂O（g）△H=+（b-a） KJ/mol；
（5）根據(jù)圖示可知，F(xiàn)e_0.9O可以將CO₂轉(zhuǎn)化為Fe₃O₄和C，而Fe₃O₄又在太陽能高溫作用下分解為Fe_0.9O和氧氣，在此循環(huán)過程中，利用了太陽能，F(xiàn)e₃O₄可循環(huán)使用，且能將CO₂轉(zhuǎn)化為C和O₂，減少了空氣污染．故答案為：將CO₂轉(zhuǎn)化為C和O₂；利用了太陽能；Fe₃O₄可循環(huán)使用．

點評 本題屬于拼合型題目，涉及熱化學方程式書寫、化學平衡常數(shù)的計算、陌生反應的書寫等，側(cè)重考查學生對知識的遷移應用，題目計算量大，對學生的心理素質(zhì)有較高的要求，難度較大．