Question

【題目】碳及其化合物廣泛存在于自然界。請回答下列問題：

（1）反應(yīng)Ⅰ：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH1 平衡常數(shù)為K1

反應(yīng)Ⅱ：Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH1 平衡常數(shù)為K2

不同溫度下，K1、K2的值如下表：

現(xiàn)有反應(yīng)Ⅲ：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)，結(jié)合上表數(shù)據(jù)，反應(yīng)Ⅲ是___(填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)，為提高CO2的轉(zhuǎn)化率可采用措施有___（寫出任意兩條）。

(2)已知CO2催化加氫合成乙醇的反應(yīng)原理為：2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) H<0。設(shè)m為起始時的投料比，即m= n(H2)/ n(CO2)。

①圖1中投料比相同，溫度從高到低的順序為______。

②圖2中m1、m2、m3從大到小的順序為____。

③圖3表示在總壓為5MPa的恒壓條件下，且m=3時，平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系。則曲線d代表的物質(zhì)化學(xué)名稱為____，T4溫度時，該反應(yīng)平衡常數(shù)KP的計算式為____。

（3）工業(yè)上常用高濃度的 K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用電解法使K2CO3溶液再生，其裝置示意圖如圖：

①在陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)包括____和H++HCO3- ==CO2↑+H2O

②簡述CO32-在陰極區(qū)再生的原理：____。

Answer 1

【答案】吸熱 升高溫度、提高氫氣濃度、吸收CO、液化水蒸氣（任選兩條） 乙醇 陰極水電解生成氫氣和氫氧根離子，與反應(yīng)生成

【解析】

（1），則，所以973K時，，1173K時，，升高溫度，平衡常數(shù)增大，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，提高CO2的轉(zhuǎn)化率可采用措施有高溫度、提高氫氣濃度、吸收CO、液化水蒸氣，任選兩條答題即可；

（2）①正反應(yīng)放熱，溫度越高，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率越小，所以溫度從高到低的順序為；

②增大n(H2)，平衡正向移動，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率越大，所以；

③升高溫度，平衡逆向移動，二氧化碳和氫氣的含量增大，乙醇、水減少，乙醇的含量是水的，所以曲線d代表的物質(zhì)為乙醇，化學(xué)反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)為生成物分壓的冪之積除以反應(yīng)物分壓的冪之積，體系中各組分的分壓=該物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×體系總壓強(qiáng)，故該反應(yīng)平衡常數(shù)KP的計算式為；

（3）①裝置圖分析與電源正極相連的為電解池的陽極，與電源負(fù)極相連的為電解池的陰極，陽極上是氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應(yīng)為：4OH--4e-═2H2O+O2↑（或2H2O-4e-=4H++O2↑），生成的氫離子與HCO3-反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w；

②在陰極區(qū)，溶液中H+放電，破壞水的電離平衡，OH-濃度增大，OH-與HCO3-反應(yīng)生成CO32-，所以CO32-再生。