(2014?广东模拟)资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品.(1)
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时间:2024-08-17 14:23:53
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(2014?广东模拟)资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品.(1)【专家解说】:(1)6FeO(s)+CO2(g)═2Fe3O4(s)+C(g
【专家解说】:(1)6FeO(s)+CO2(g)═2Fe3O4(s)+C(g)△H=-76.0KJ?mol-1该反应中每放出38kJ热量,反应的二氧化碳物质的量为0.5mol,1mol二氧化碳反应转移电子4mol,0.5mol二氧化碳反应转移电子2mol,所以转移电子的物质的量2mol;
故答案为:2;
(2)①向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol?L-1,H2 0.8mol?L-1,CH4 0.8mol?L-1,H2O 1.6mol?L-1 ,起始充CO2和H2的物质的量分别为x、y;
CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)
起始量 x y 0 0
变化量 1.6 6.4 1.6 3.2
平衡量 0.4 1.6 1.6 3.2
x=1.6mol+0.4mol=2mol,y=6.4mol+1.6mol=8mol;
CO2的平衡转化率=1.6mol2mol×100%=80%;
故答案为:2 mol;8 mol;80%
②A.容器Ⅰ中从正反应开始到达平衡,容器Ⅱ中从逆反应开始到达,平衡建立的途径不相同,无法比较反应速率,故A错误
B.容器Ⅲ中相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上再加入1mol CO和1mol H2O,反应向正反应进行,故容器Ⅲ中到达平衡时温度更高,该反应正反应是放热反应,温度越高平衡常数越小,故B错误;
C.容器Ⅱ中所到达的平衡状态,相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度,平衡向正反应移动,故容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多,故C正确;
D.温度相同时,容器I中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1,容器Ⅱ中所到达的平衡状态,相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度,平衡向正反应移动,二氧化碳的转化率比两容器相同温度时容器Ⅱ中CO2的转化率低,故容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1,故D正确;
故选CD.
(3)①依据图示可知是太阳能和电能转化为化学能的变化过程;
故答案为:太阳能和电能转化为化学能;
②述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程,电极反应为:2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑,阴极是二氧化碳得到电子生成碳,依据电子守恒和传导离子配平书写电极反应为:3CO2+4e-═C+2CO32-;
故答案为:2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑,3CO2+4e-═C+2CO32-;
故答案为:2;
(2)①向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol?L-1,H2 0.8mol?L-1,CH4 0.8mol?L-1,H2O 1.6mol?L-1 ,起始充CO2和H2的物质的量分别为x、y;
CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)
起始量 x y 0 0
变化量 1.6 6.4 1.6 3.2
平衡量 0.4 1.6 1.6 3.2
x=1.6mol+0.4mol=2mol,y=6.4mol+1.6mol=8mol;
CO2的平衡转化率=1.6mol2mol×100%=80%;
故答案为:2 mol;8 mol;80%
②A.容器Ⅰ中从正反应开始到达平衡,容器Ⅱ中从逆反应开始到达,平衡建立的途径不相同,无法比较反应速率,故A错误
B.容器Ⅲ中相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上再加入1mol CO和1mol H2O,反应向正反应进行,故容器Ⅲ中到达平衡时温度更高,该反应正反应是放热反应,温度越高平衡常数越小,故B错误;
C.容器Ⅱ中所到达的平衡状态,相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度,平衡向正反应移动,故容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多,故C正确;
D.温度相同时,容器I中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1,容器Ⅱ中所到达的平衡状态,相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度,平衡向正反应移动,二氧化碳的转化率比两容器相同温度时容器Ⅱ中CO2的转化率低,故容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1,故D正确;
故选CD.
(3)①依据图示可知是太阳能和电能转化为化学能的变化过程;
故答案为:太阳能和电能转化为化学能;
②述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程,电极反应为:2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑,阴极是二氧化碳得到电子生成碳,依据电子守恒和传导离子配平书写电极反应为:3CO2+4e-═C+2CO32-;
故答案为:2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑,3CO2+4e-═C+2CO32-;
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