Question

近年來，化學工作者在CO₂的應用研究上取得了一些重要成果．
（1）已知：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.76kJ/mol
CH₃OCOOCH₃（l）+3O₂（g）=3CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1299.80kJ/mol
則2CH₃OH（l）+CO₂（g）=CH₃OCOOCH₃（l）+H₂O（l）△H=

 

kJ/mol．
（2）在載人航天器中應用電化學原理，以Pt為陽極，Pb（CO₂的載體）為陰極，KHCO₃溶液為電解質(zhì)溶液，還原消除航天器內(nèi)CO₂同時產(chǎn)生O₂和新的能源CO，總反應的化學方程式為：2CO₂

電解  .

2CO+O₂，則其陰極的電極反應式為

 

．
（3）利用太陽能和缺鐵氧化物[Fe_（1-y）O]將廉價CO₂熱解為碳和氧氣，實現(xiàn)CO₂再資源化，轉(zhuǎn)化過程如圖所示，若用1mol缺鐵
氧化物[Fe_（1-y）O]與足量CO₂完全反應可生成0.1mol C（碳），則y=

 

．
（4）將CO₂和H₂在催化劑作用下合成CH₃OH．一定溫度下，在一體積為1L密閉容器中投入1mol CO₂和3mol H₂發(fā)生如下反應：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0
在溫度T₁時，當反應達到平衡時，測得n（H₂）=2.4mol；其它條件不變，在溫度T₂時，當反應達到平衡時，測得
n（CO₂）=0.82mol，則T₂

 

T₁．（填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關(guān)反應熱的計算,化學電源新型電池,化學平衡的影響因素

專題：化學反應中的能量變化,電化學專題

分析：（1）依據(jù)熱化學方程式 和蓋斯定律計算得到；
（2）依據(jù)電解原理陰極上是得到電子發(fā)生還原反應生成一氧化碳；
（3）依據(jù)反應物和產(chǎn)物利用直平法配平化學方程式，利用已知守恒計算得到；
（4）依據(jù)化學平衡在不同溫度下二氧化碳的轉(zhuǎn)化率計算，比較反應進行程度大小，確定確定高低；

解答： 解：（1）①CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.76kJ/mol
②CH₃OCOOCH₃（l）+3O₂（g）=3CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1299.80kJ/mol
依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律①×2-②得到，2CH₃OH（l）+CO₂（g）=CH₃OCOOCH₃（l）+H₂O（l）△H=-151.72KJ/mol；
故答案為：-151.72；
（2）以Pt為陽極，Pb（CO₂的載體）為陰極，KHCO₃溶液為電解質(zhì)溶液，還原消除航天器內(nèi)CO₂同時產(chǎn)生O₂和新的能源CO，總反應的化學方程式為：2CO₂

電解  .

2CO+O₂，則二氧化碳在陰極上得到電子發(fā)生還原反應生成一氧化碳，的電極反應式為：CO₂+H₂O+2e^-=CO+2OH^-；
故答案為：CO₂+H₂O+2e^-=CO+2OH^-；
（3）依據(jù)圖示得到化學方程式為：Fe_（1-y）O+0.1CO₂=0.1C+

1-y

3

Fe₃O₄，
依據(jù)氧原子守恒得到1+0.2=

4(1-y)

3

y=0.1
故答案為：0.1
（4）一定溫度下，在一體積為1L密閉容器中投入1mol CO₂和3mol H₂發(fā)生如下反應：
             CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始量（mol）  1       3          0         0
變化量1（mol）0.3     0.6        0.3       0.3
平衡量1（mol）0.7     2.4        0.3       0.3
二氧化碳轉(zhuǎn)化率=30%
             CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始量（mol） 1       3          0        0
變化量2（mol）0.18   0.54       0.18     0.18   
平衡量2（mol）0.82   2.45       0.18     0.18
二氧化碳轉(zhuǎn)化率=18%
則溫度T₁反應進行程度大與T₂，反應是放熱反應，溫度越低，平衡正向進行，所以T₂＞T₁；
故答案為：＞；

點評：本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律的計算 應用，電解池電極反應的分析書寫，化學平衡的計算判斷，原子守恒氧化還原反應的計算應用，題目難度中等．