Question

近年來，化學(xué)工作者在CO₂的應(yīng)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(yīng)用電化學(xué)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(shí)產(chǎn)生O₂和新的能源CO，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CO₂

電解  .

2CO+O₂，則其陰極的電極反應(yīng)式為

 

．
（3）利用太陽能和缺鐵氧化物[Fe_（1-y）O]將廉價(jià)CO₂熱解為碳和氧氣，實(shí)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(yīng)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(yīng)：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0
在溫度T₁時(shí)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測得n（H₂）=2.4mol；其它條件不變，在溫度T₂時(shí)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測得
n（CO₂）=0.82mol，則T₂

 

T₁．（填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式 和蓋斯定律計(jì)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(yīng)生成一氧化碳；
（3）依據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物利用直平法配平化學(xué)方程式，利用已知守恒計(jì)算得到；
（4）依據(jù)化學(xué)平衡在不同溫度下二氧化碳的轉(zhuǎn)化率計(jì)算，比較反應(yīng)進(jìn)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(xué)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(shí)產(chǎn)生O₂和新的能源CO，總反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)生成一氧化碳，的電極反應(yīng)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(xué)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(yīng)：
             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(yīng)進(jìn)行程度大與T₂，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越低，平衡正向進(jìn)行，所以T₂＞T₁；
故答案為：＞；

點(diǎn)評：本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計(jì)算 應(yīng)用，電解池電極反應(yīng)的分析書寫，化學(xué)平衡的計(jì)算判斷，原子守恒氧化還原反應(yīng)的計(jì)算應(yīng)用，題目難度中等．