Question

研究和深度开发CO、CO₂的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

（1）CO可用于炼铁

已知：

则CO 还原Fe₂O₃(s）的热化学方程式为                 。

（2）尾气中的CO 主要来自于汽油不完全燃烧。有人设想按下列反应除去CO：

，简述该设想能否实现的依据：               。

（3）CO₂ 和H₂ 充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：

测得CH₃OH 的物质的量随时间的变化如图所示。

①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ          KⅡ（填“＞”或“＝”或“＜”）。

②一定温度下，此反应在恒．压．容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是           。

a．容器中压强不变b．H₂ 的体积分数不变

c．c（H₂）＝3c（CH₃OH） d．容器中密度不变

e．2 个C＝O 断裂的同时有6 个H－H 断裂

（4）利用光能和光催化剂，可将CO₂ 和H₂O(g）转化为CH₄ 和O₂。紫外光照射时，在不同催化剂（I、II、III）作用下，CH₄ 产量随光照时间的变化如下图2。在0～15 小时内，CH₄ 的平均生成速率I、II 和III 从小到大的顺序为            （填序号）。

（5）以TiO₂／Cu₂Al₂O₄ 为催化剂，可以将CO₂ 和CH₄ 直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如下图3：

①当温度在         范围时，温度是乙酸生成速率的主要影响因素。

②Cu₂Al₂O₄难溶于水，可溶于浓硝酸并放出红棕色气体，写出反应的离子方程           。

Answer

（1）Fe2O3(s）+3CO(g）=2Fe(s）+3CO2(g） △H=-28.5KJ/mol （2）该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不能自发进行。（3）①> ②bd （4）Ⅰ<Ⅲ<Ⅱ (5）①300℃~400℃ ②Cu2Al2O4+12H++2NO3-=2Cu2++2Al3++2NO2+6H2O

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律分析，反应①-反应②×3/2即可，得热化学方程式为Fe2O3(s）+3CO(g）=2Fe(s）+3CO2(g） △H=-28.5KJ/mol。 （2）该反应是焓增、熵减的反应，△G=△H-T△S>0,反应在任何温度下均不能自发进行。（3）①从图像分析，Ⅰ平衡时甲醇的物质的量比Ⅱ 大，说明平衡正向进行程度大，平衡常数大。 ②a．反应在恒压条件下进行，所以容器中压强不变不能说明到平衡。b．H2 的体积分数不变，说明反应到平衡，正确。c．c（H2）＝3c（CH3OH），但不能说明浓度不变，不能说明反应到平衡，错误。 d．容器中密度不变，说明容器的体积不变，反应到平衡，正确。e．2 个C＝O 断裂的同时有6 个H－H 断裂，不能说明正反应速率和逆反应速率的关系，错误。所以选bd。（4）0到15小时内，甲烷的改变量Ⅱ中最大，Ⅲ其次，Ⅰ最小，所以反应速率的关系为Ⅰ<Ⅲ<Ⅱ。 (5）①温度超过250℃时，催化剂的催化效果降低，在300℃时失去活性，所以以后的生成速率升高都是温度升高引起的，所以选300℃~400℃ ②Cu2Al2O4拆成氧化物的形式，所以与酸反应生成铜离子，铝离子和一氧化氮，离子方程式为：Cu2Al2O4+12H++2NO3-=2Cu2++2Al3++2NO2+6H2O。

考点： 盖斯定律，化学平衡的影响因素

【名师点睛】化学平衡的标志有直接标志和间接标志两大类。

一、直接标志：正反应速率=逆反应速率

注意反应速率的方向必须有正向和逆向。同时要注意物质之间的比例关系，必须符合方程式中的化学计量数的比值。

二、间接标志

1、各物质的浓度不变。

2.、各物质的百分含量不变。

3、对于气体体积前后改变的反应，压强不变是平衡的标志。

4、对于气体体积前后不改变的反应，压强不能做标志。

5、对于恒温恒压条件下的反应，气体体积前后改变的反应密度不变是平衡标志。

6、对于恒温恒容下的反应，有非气体物质的反应，密度不变是平衡标志。