Question

研究CO、CO₂的开发和应用对建设文明社会具有重要的意义。

（1）CO可用于炼铁，已知：Fe₂O₃(s) + 3C(s)＝2Fe(s) + 3CO(g) ΔH ₁＝+489．0 kJ·mol^-1

Fe₂O₃(s)+3CO(g)＝2Fe(s)+3CO₂(g) ΔH ₂ ＝-28．5 kJ·mol^-1

则C(s) + CO₂(g)＝2CO(g)  △H ＝          kJ·mol^-1。

（2）电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。

第一步：2CH₃OH(g)HCOOCH₃(g)+2H₂(g)

第二步：HCOOCH₃(g)CH₃OH(g)+CO(g)

该两步反应常温下均不能自发进行，其原因是                。

在工业生产中，为提高CO的产率，可采取的合理措施有              （写两条措施）。

（3）节能减排是要控制温室气体CO₂的排放。

①氨水可用于吸收低浓度的CO₂。请写出氨水吸收足量CO₂的化学方程式为：              。

②利用太阳能和缺铁氧化物[Fe_(1-y)O]可将富集到的廉价CO₂热解为碳和氧气，实现CO₂再资源化，转化过程如图所示，若生成1mol缺铁氧化物[Fe_(1-y)O]同时生成            mol氧气。

③固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO₂/H₂O，既可高效制备合成气(CO＋H₂)，又可实现CO₂的减排，其工作原理如图。

在c极上反应分两步进行：首先水电解产生氢气，然后氢气与CO₂反应产生CO。

写出电极c上发生的电极反应式：               。

若电解得到的1:1的合成气(CO＋H₂)则通入的CO₂和H₂O物质的量比值为            。

Answer

（1）+172．5 kJ·mol-1；

（2）①△H>0；②升高温度、降低压强；

（3）①NH3·H2O+CO2=NH4HCO3；②(1－4y)/6；③H2O＋2e-===H2＋O2-；1:2

【解析】

试题分析：（1）①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489．0kJ•mol-1，②Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-28．5 kJ•mol-1，依据盖斯定律(①-②)/3得到热化学方程式为C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) △H2=+172．5kJ•mol-1；

（2）①两步反应均是熵增△S＞0，不能自发进行必须有△H＞0；

②第二步：HCOOCH3(g) CH3OH(g)+CO(g)△H＞0，反应是气体体积增大的吸热反应，依据平衡移动原理可知提高一氧化碳产率，应使平衡正向进行，升温，减压实现；

（3）足量的二氧化碳生成碳酸氢盐，反应为NH3·H2O+CO2=NH4HCO3；

②第一步反应方程式为3Fe(1-y)O+ (1-4y)/2CO2==(1-4y)/2C+ (1-y)Fe3O4，故有1mol Fe(1-y)O消耗(1-4y)/6molCO2，根据图示循环可知，二氧化碳最终转变为C和O2，Fe(1-y)O是催化剂，前后质量不变，故产生(1-4y)/6molO2；

③水电解产生氢气，电极反应为H2O＋2e-===H2＋O2- ，后反应为H2＋CO2==H2O＋CO；若要产生1:1的H2和CO，产生CO消耗等量的H2，故CO2和H2O物质的量比为1:2．

考点：考查了盖斯定律的应用、电化学中电极方程式的书写、化学反应的方向等相关知识。