Question

研究和深度开发CO、CO₂的应用具有重要的社会意义。回答下列问题：

I.CO可用于高炉炼铁，已知：

Fe₃O₄(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO₂(g)    △H₁=akJ/mol

3Fe₂O₃(s)+CO(g)=2Fe₃O₄(s)+CO₂(g)    △H₂=bkJ/mol

则反应Fe₂O₃(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO₂(g)的△H=__kJ/mol。

Ⅱ.某温度下，在容积为2L的密闭容器中投入8molCO₂(g)、16molH₂(g)发生反应：CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)，15min后达到平衡，此时CO₂的转化率为75%。则

①0~15min内用二氧化碳表示平均反应速率v（CO₂）=__，

②计算此条件下该反应的平衡常数K=__。

Ⅲ.捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。目前NH₃和(NH₄)₂CO₃等物质已经被用作工业捕碳剂。

（1）下列物质中能作为CO₂捕获剂的是__。

A.Na₂CO₃     B.NaOH     C.CH₃CH₂OH    D.NH₄Cl

（2）用(NH₄)₂CO₃捕碳的反应：(NH₄)₂CO₃(aq)+H₂O(1)+CO₂(g)2NH₄HCO₃(aq)。为研究温度对(NH₄)₂CO₃捕获CO₂效率的影响，将一定量的(NH₄)₂CO₃溶液置于密闭容器中，并充人一定量的CO₂气体，保持其它初始实验条件不变，分别在不同温度下，经过相同时间测得CO₂气体浓度，得到趋势图：

b、c、d三点的平衡常数K_b、K_c、K_d从大到小的顺序为__。

Answer

0.2mol/(L·min) 1.8 AB Kb>Kc>Kd

【解析】

I.CO可用于高炉炼铁，已知：①Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2 (g) △H1= a kJ/mol，②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol，则1/3[①+②]得反应；

II.设反应的CO2为Xmol，

CO2 (g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

起始量（mol/L）4 8 0 0

变化量（mol/L）X X X X

平衡量（mol/L）4-X 8-X X X

由15min后达到平衡时CO2的转化率为75%，所以=75%,所以X=3mol/L，再利用公式可求v(CO2)，平衡常数K；

III.(1)根据捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。A.Na2CO3、B.NaOH均能和CO2反应，可以用作工业捕碳剂，而C.CH3CH2OH、D.NH4Cl均不能和CO2反应，故不可以用作工业捕碳剂；

(2)根据图像该化学反应随温度的升高，平衡逆向移动，所以该反应是放热反应，b、c、d三点温度逐渐升高，所以b、c、d三点的平衡常数K b >K c>Kd。

I.CO可用于高炉炼铁，已知：①Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2 (g) △H1= a kJ/mol，②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol，则1/3[①+②]得反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2 (g)的△H= kJ/mol，故答案为：；

II.①设反应的CO2为Xmol，

CO2 (g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

起始量（mol/L）4 8 0 0

变化量（mol/L）X X X X

平衡量（mol/L）4-X 8-X X X

由15min后达到平衡时CO2的转化率为75%，所以=75%,所以X=3mol/L， 0〜15 min CO2平均反应速率为v(CO2)= 3mol/L15min= 0.2mol/(L·min)，故答案为：0.2mol/(L·min)；

②上述条件下反应的平衡常数K=32(15)=1.8，故答案为：1.8；

III. (1) 根据捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。A. Na2CO3、B. NaOH均能和CO2反应，可以用作工业捕碳剂，而C. CH3CH2OH、D. NH4Cl均不能和CO2反应，故可以用作工业捕碳剂。所以答案：AB；

(2)根据图像该化学反应随温度的升高，平衡逆向移动，所以该反应是放热反应，b、c、d三点温度逐渐升高，所以b、c、d三点的平衡常数K b >K c>Kd，所以答案：K b >K c>Kd。