题目内容
【题目】研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：①Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 = +489.0 kJ·mol－1
②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 = +172.5 kJ·mol－1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K= 。
②取一定体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比为1∶3），加入恒容密闭容器中，发生上述反应，反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示，则该反应的ΔH 0（填“>”、“<”或“＝”）。
③在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示，曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”、“<”或“＝”)。判断的理由 。
（3）以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为 。开始以氨碳比=3进行反应，达平衡时CO2的转化率为60％，则NH3的平衡转化率为 。
②将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3，已知常温下一水合氨Kb=1.8×10－5，碳酸一级电离常数Kb=4.3×10－7，则NH4HCO3溶液呈 （填“酸性”、“中性”、“碱性”）。
【答案】（1）Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) △H = －28.5 kJ·mol－1；
（2）①
；②＜； ③＞；Ⅱ先到达平衡，说明Ⅱ的温度高，根据①此反应正方向是放热反应，升高温度平衡左移，KⅠ>KⅡ；
（3）①2NH3+CO2
CO(NH2)2+H2O；40% ②
【解析】
试题分析：
（1）①－②×3得：3CO(g)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋3CO2(g) △H=△H1－3×△H2= —28.5 kJ·mol－1，整理得：Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) △H = —28.5 kJ·mol－1；
（2）①平衡常数：达到化学平衡时，生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积，K=c(CH3OH)×c(H2O)/[c(CO2)×c3(H2)]；
②研究最高点以后的，随温度升高，CH3OH的体积分数减小，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向逆反应方向进行，即△H<O；
③Ⅱ先到达平衡，说明Ⅱ的温度高，根据①此反应正方向是放热反应，升高温度平衡左移，KⅠ>KⅡ；
（3）①根据反应前后原子个数和元素守恒得知反应方程式：CO2＋2NH3CO(NH2)2+H2O；设CO2的初始物质的量为a，则NH3的初始物质的量为3a，因CO2的转化率为60%，故转化的二氧化碳为a×60%=0.6a，根据方程式可知，转化的NH3的物质的量为0.6a×2=1.2a，故平衡时氨气的转化率定为1.2a÷3a=40%；②据电离常数可知HCO3－水解强于NH4＋水解，故显弱碱性。
名校课堂系列答案
【题目】Ⅰ．Fe3＋具有氧化性，实验室测定含碘废液中I－的含量的过程如下：量取25.00 mL废液于250 mL锥形瓶中，分别加入5 mL 2 mol·L－1 H2SO4和10 mL 20% Fe2(SO4)3溶液，摇匀。小火加热蒸发至碘完全升华，取下锥形瓶冷却后，加入几滴二苯胺磺酸钠（用作指示剂），用0.02500 mol·L－1标准K2Cr2O7溶液进行滴定到终点。重复3次，数据记录如下表：
次数 | 1 | 2 | 3 |
滴定体积/mL | 19.98 | 20.02 | 19.00 |
（1）在盛有废液的锥形瓶中先加入5 mL 2 mol·L－1 H2SO4的目的是
______________________________。（用离子方程式和语言叙述解释）
（2）上述过程中涉及的反应：①2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 ②______________________________。
（3）根据滴定有关数据，该废液中I－含量是_____g·L－1。
（4）在滴定过程中，下列操作（其他操作正确）会造成测定结果偏低的是___________。
A．终点读数时俯视读数，滴定前平视读数
B．锥形瓶水洗衣后未干燥
C．滴定管未用标准K2Cr2O7溶液润洗
D．盛标准K2Cr2O7溶液的滴定管，滴定前有气泡，滴定后无气泡
Ⅱ．Fe3＋和Ag＋的氧化性相对强弱一直是实验探究的热点。某学习小组同学设计如下实验：
实验编号 | 实验操作 | 现象 |
1 | 向10mL 3mol/L KNO3酸性溶液（pH=1）中插入一根洁净的Ag丝，并滴加NaCl溶液 | 无白色沉淀生成 |
2 | 向10mL 1mol/L AgNO3溶液中滴加2mL 0.1mol/L FeSO4溶液，振荡，再滴加酸性KMnO4溶液 | 紫红色不褪去 |
3 | 向10mL 1mol/L Fe(NO3)3酸性溶液（pH=1）中插入一根洁净的Ag丝，并滴加NaCl溶液 | 有白色沉淀生成 |
请回答：
（5）设计实验①的目的是______________________________。
（6）实验③可得出结论是______________________________。
（7）写出实验②中反应的离子方程式______________________________。
（8）根据以上实验，Fe3＋和Ag＋的氧化性相对强弱与离子____________________有关。
