题目内容
【题目】中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-50%。减少CO2 排放是一项重要课题。
（1）以CO2为原料抽取碳(C)的太阳能工艺如右图所示。
①过程1中每生成1mol FeO转移电子数为____________。
②过程2中发生反应的化学方程式为________________________________。
（2）CO2在新型钴基电催化剂作用下，转化为清洁燃料——甲酸。其工作原理如下图所示，写出生成甲酸的电极反应式：____________。
（3）航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理，可实现空间站中O2的循环利用。
Sabatier反应：CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)
水电解反应：2H2O(l)
2H2(g)+O2(g)
将原料气按n(CO2)∶n(H2)=1∶4 置于密闭容器中发生Sabatier反应，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如下图所示(虚线表示平衡曲线)。
①温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是____________________________________。
②200℃达到平衡时体系的总压强为p，该反应平衡常数的计算式为________________（不必化简，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）
（4）一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394 kJ·mo1-l、-242 kJ·mo1-l，Bosch反应的ΔH=__________ kJ·mo1-l。（生成焓指一定条件下由对应单质生成1mol 化合物时的反应热）
②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是______________________________。
③新方案的优点是_________________________。
【答案】 2/3NA 6FeO+CO2
C+2Fe3O4 CO2+2e-+H2O==HCOOH+O2- 温度过低，反应速率小；温度过高，反应向右进行的程度小 
-90 反应的活化能高 氢原子利用率为100%
【解析】（1）①根据图知，Fe3O4在大于2300K时分解为FeO与O2，反应方程式为2Fe3O4=6FeO+O2↑，每生成6molFeO转移4mol电子，过程1中每生成1mol FeO转移电子数为 2/3 NA；②过程2中发生反应的化学方程式为6FeO+CO2C+2Fe3O4。（2）CO2在新型钴基电催化剂作用下，二氧化碳得电子，生成甲酸的电极反应式：CO2+2e-+H2O==HCOOH+O2-。（3）①温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是温度过低，反应速率小；温度过高，反应向右进行的程度小。②200℃达到平衡时体系的总压强为p，设开始时n（CO2）为1mol、n（H2）=4mol，设参加反应的n（CO2）为xmol，
该反应方程式CO2（g）+4H2（g）
CH4（g）+2H2O（g）
开始（mol） 1 4 0 0
反应（mol） x 4x x 2x
平衡（mol） 1-x 4-4x x 2x
水蒸气的物质的量分数=
=0.6，x=15/16
P（CO2）=
、P（H2）=
、P（CH4）=
、P（H2O）=
，压强平衡常数K=
=
（4）①Bosch反应的△H=2（-242 kJ·mo1-l）-（-394 kJ·mo1-l）=-90 kJ·mo1-l；②断裂二氧化碳和氢气所需的能量较高，所以该反应所需的活化能较高，则一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动；③该反应中氢元素完全转化为水，氢原子利用率为100%。
活力课时同步练习册系列答案
【题目】下列实验操作规范且能达到实验目的的是
操作 | 目的 | |
A | 称取5.0gCuSO4·5H2O加入27.0g水中,搅拌溶解 | 配制10%CuSO4溶液 |
B | 先用稀盐酸洗涤，再用水清洗 | 洗涤分解KMnO4制O2的试管 |
C | 用玻璃棒蘸取溶液，点在干燥的pH试纸上，片刻后与标准比色卡比较并读数 | 测定0.05mol.L-1NaClO溶液的pH |
D | 将粗碘放入烧杯中，烧杯口放一盛满冷水的烧瓶，隔石棉网对烧杯加热，然后收集烧瓶外壁的固体 | 提纯混有NH4Cl的粗碘 |
A. A B. B C. C D. D
