题目内容
【题目】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：Fe2O3（s）+3C（s）＝2Fe（s）+3CO（g）ΔH1＝+489.0kJ·mol－1
C（s）+CO2（g）＝2CO（g）ΔH2＝+172.5kJ·mol－1。则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为_____________。
（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）。写出该电池的负极反应式：_____________。
（3）①CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图。
①曲线I、Ⅱ对应的温度大小关系为TⅠ__________TⅡ（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3个H－H断裂
【答案】Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol CO-2e-+4OH-=
+2H2O < bd
【解析】
(1)依据热化学方程式和盖斯定律分析解答；
(2)CO-O2燃料电池(以KOH溶液为电解液)，燃料CO在负极失电子发生氧化反应；
(3)①根据图象可知，线Ⅱ的反应速率大于线Ⅰ，所以线Ⅱ对应的温度高于线Ⅰ；
②②a．容器为恒压容器，则反应自始至终压强不变；
b．反应达到平衡时，消耗的氢气的物质的量不再改变，则H2的体积分数不变；
c．反应达到平衡时，不能确定反应剩余氢气与生成甲醇的量；
d．反应物及生成物均为气体，则体系中的质量不变，容器为恒压，则平衡时容器的体积不再改变，则容器中密度不变；
e．反应自始至终，2个C＝O断裂的同时有3个H－H断裂。
(1)①Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol-1，②C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJmol-1，由盖斯定律①-②×3得到Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1；
(2)CO-O2燃料电池(以KOH溶液为电解液)，一氧化碳在负极失电子发生氧化反应生成二氧化碳，在氢氧化钾溶液中生成碳酸钾，负极的电极反应式为：CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O；
(3)①根据图象可知，线Ⅱ的反应速率大于线Ⅰ，所以线Ⅱ对应的温度高于线Ⅰ，即TⅠ<TⅡ；
②a．容器为恒压容器，则反应自始至终压强不变，压强不能判断是否达到平衡的依据，a错误；
b．反应达到平衡时，消耗的氢气的物质的量不再改变，则H2的体积分数不变，可判断达到平衡状态，b正确；
c．反应达到平衡时，不能确定反应剩余氢气与生成甲醇的量，则c（H2）＝3c（CH3OH）时，不能判断是否达到平衡状态，c错误；
d．反应物及生成物均为气体，则体系中的质量不变，容器为恒压，则平衡时容器的体积不再改变，则容器中密度不变，可判断达到平衡状态，d正确；
e．反应自始至终，2个C＝O断裂的同时有3个H－H断裂，不能判断是否达到平衡状态，e错误；
综上所述，bd正确。
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