题目内容
【题目】二氧化碳是潜在的碳资源，无论是天然的二氧化碳气藏，还是各种炉气、尾气、副产气，进行分离回收和提浓，合理利用，意义重大。
(1)在空间站中常利用CO2(g)+2H2(g)
C(s)+2H2O(g)，再电解水实现O2的循环利用，350℃时，向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应。
①若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃)，测得反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图中a所示，则上述反应的△H___________0(填“>”或“<”)；其他条件相同时，若仅改变某一条件，测得其压强(p)随时间(t)的变化如图中曲线b所示，则改变的条件是___________。
②图是反应平衡常数的对数与温度的变化关系图，m的值为___________。
(2)CO2在 Cu-ZnO催化下，同时发生如下反应I，II，是解决温室效应和能源短缺的重要手段。
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g) △H1<0
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g) △H2>0
保持温度T时，在容积不变的密闭容器中，充入一定量的CO2及H2，起始及达平衡时，容器内各气体物质的量及总压强如下表：
若反应I、II均达平衡时，p0=1.4p，则表中n=__________；反应1的平衡常数Kp=____ (kPa)－2。(用含p的式子表示)
(3)Al-CO2电池是一种以低温熔融盐[Al2(CO3)3]为电解质，以完全非碳的钯Pd包覆纳米多孔金属为催化剂正极的可充电电池。正极反应为：3CO2+4e－=2CO32－+C，则生成Al的反应发生在___________极(填“阳”或“阴”)，该电池充电时反应的化学方程式为___________。
【答案】< 加入催化剂 0 0.2 
阴 2Al2（CO3）3+3C
4Al+9CO2
【解析】
(1)①根据PV=nRT判断；观察起点终点的变化确定改变的条件；
②列三段式进行计算；
(2)根据表格找到各物质平衡时的物质的量，在计算平衡常数；
(3)负极：升失氧，正极：降得还，充电时正接正，负接负。
(1①根据PV=nRT，此反应V一定，正反应n在减小，图像显示压强在增大，确定温度在升高，所以正反应为放热反应，△H<0；根据图像分析发现b线相对于a线不同点只是速率加快，达到平衡时间缩短，确定改变的条件是催化剂；
答案：< 加入催化剂
②列三段式：
CO2(g)+ 2H2(g)
C(s)+2H2O(g)
c（初） 2 4 0
△c x 2x 2x
c（平）2-x 4-2x 2x
(2-x+4-2x+2x)/(2+4)=5/6
x=1
K=
=1,lgK=lg1=0
答案：0
(2)根据表格列出各物质物质的量变化：
Ⅰ CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g) △H1<0
△n n 3n n n
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g) △H2>0
△n 0.3-n 0.3-n 0.3-n 0.3-n
平衡时各物质的量为：CO2(g)：0.5-n-0.3+n=0.2mol H2(g):0.9-3n-0.3+n=0.6-2n
CH3OH (g):n H2O(g):0.3 CO(g):0.3-n
根据T、V一定时，压强比等于物质的量之比计算n
=
=1.4,计算得出n=0.2；
平衡后物质的总量：0.2+0.6-2×0.2+0.2+0.3+0.3-0.2=1.0mol
平衡后各物质分压： CO2(g):（0.2/1）P=0.2P H2(g) :(0.2/1)P=0.2P CH3OH (g):(0.2/1)P=0.2P H2O(g):(0.3/1)P=0.3P
Kp=
=
答案：0.2
(3)因为放电时Al-3e-=Al3+，则充电时应该是Al3++3e-=Al，得电子为阴极反应；充电时总反应方程式为放电时的逆反应；
答案：阴 2Al2（CO3）3+3C4Al+9CO2
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