Question

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。

（1）将CO₂与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。

已知：Fe₂O₃(s)＋3C(s)=2Fe(s)＋3CO(g)；ΔH₁＝＋489.0 kJ·mol^－1

C(s)＋CO₂(g)=2CO(g)；ΔH₂＝＋172.5 kJ·mol^－1。

则CO还原Fe₂O₃的热化学方程式为______________________

（2）某实验将CO₂和H₂充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应：

CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)    ΔH＝－49.0 kJ·mol^－1，测得CH₃OH的物质的量随时间的变化如图所示，请回答下列问题：

①该反应的平衡常数的表达式为K＝___        ____。

②曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_Ⅰ     _K_Ⅱ(填“大于” 、“等于”或“小于”)。

③在下图a、b、c三点中，H₂的转化率由高到低的顺序是__________(填字母)。

（3）在其他条件不变的情况下，将容器体积压缩到原来的1/2，与原平衡相比，下列有关说法正确的是               。

a．氢气的浓度减小

b．正反应速率加快，逆反应速率也加快

c．甲醇的物质的量增加

d．重新平衡时n(H₂)/n(CH₃OH)增大

（4）在恒温恒容条件下，起始加入的反应物不变，要增大CH₃OH 的产率，可以采取的有效措施是              

Answer

（1）Fe2O3 (S) + 3CO(g) = 2Fe (s) + 3 CO2(g) △H=-28.5 KJ/Mol

（2）① ② 大于 ③ a b c （3）bc （4） 降低温度

【解析】

试题分析：（1） Fe2O3(s)＋3C(s)=2Fe(s)＋3CO(g)；ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1 ①，C(s)＋CO2(g)=2CO(g)；ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1 ②，根据盖斯定律①－②×3，整理可得Fe2O3 (S) + 3CO(g) = 2Fe (s) + 3 CO2(g) △H=-28.5 KJ/Mol。

（2）①化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度的幂指数的乘积与各种反应物浓度的幂指数的乘积的比，对该反应来说，K=。

②根据“先拐先平，温高压大”，由图可知，Ⅱ的温度大于Ⅰ的温度，该反应是放热反应，所以KⅠ大于KⅡ。

③对于可逆反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，增大氢气的物质的量，能增加CO2的转化率，而氢气的转化率降低，所以H2的转化率由高到低的顺序是a b c。

（3）在其他条件不变的情况下，将容器体积压缩到原来的1/2，a．氢气的浓度增大，a项错误；b．体积减小，压强增大，正反应速率加快，逆反应速率也加快，b项正确；c．增大压强，平衡正向移动，甲醇的物质的量增加，c项正确；d．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)减小，d项错误；答案选bc。

（4）该反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，所以要增大CH3OH 的产率，可以采取的有效措施是降低温度。

考点：考查盖斯定律的应用，化学平衡常数，影响化学平衡的因素等知识。