Question

【题目】研究和深度开发CO、CO2的应用具有重要的社会意义。回答下列问题：

I.CO可用于高炉炼铁，已知：

Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) △H1=akJ/mol

3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol

则反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的△H=__kJ/mol。

Ⅱ.某温度下，在容积为2L的密闭容器中投入8molCO2(g)、16molH2(g)发生反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，15min后达到平衡，此时CO2的转化率为75%。则

①0~15min内用二氧化碳表示平均反应速率v（CO2）=__，

②计算此条件下该反应的平衡常数K=__。

Ⅲ.捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。目前NH3和(NH4)2CO3等物质已经被用作工业捕碳剂。

（1）下列物质中能作为CO2捕获剂的是__。

A.Na2CO3 B.NaOH C.CH3CH2OH D.NH4Cl

（2）用(NH4)2CO3捕碳的反应：(NH4)2CO3(aq)+H2O(1)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充人一定量的CO2气体，保持其它初始实验条件不变，分别在不同温度下，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图：

b、c、d三点的平衡常数Kb、Kc、Kd从大到小的顺序为__。

Answer 1

【答案】 0.2mol/(L·min) 1.8 AB Kb>Kc>Kd

【解析】

I.CO可用于高炉炼铁，已知：①Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2 (g) △H1= a kJ/mol，②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol，则1/3[①+②]得反应；

II.设反应的CO2为Xmol，

CO2 (g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

起始量（mol/L）4 8 0 0

变化量（mol/L）X X X X

平衡量（mol/L）4-X 8-X X X

由15min后达到平衡时CO2的转化率为75%，所以=75%,所以X=3mol/L，再利用公式可求v(CO2)，平衡常数K；

III.(1)根据捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。A.Na2CO3、B.NaOH均能和CO2反应，可以用作工业捕碳剂，而C.CH3CH2OH、D.NH4Cl均不能和CO2反应，故不可以用作工业捕碳剂；

(2)根据图像该化学反应随温度的升高，平衡逆向移动，所以该反应是放热反应，b、c、d三点温度逐渐升高，所以b、c、d三点的平衡常数K b >K c>Kd。

I.CO可用于高炉炼铁，已知：①Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2 (g) △H1= a kJ/mol，②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol，则1/3[①+②]得反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2 (g)的△H= kJ/mol，故答案为：；

II.①设反应的CO2为Xmol，

CO2 (g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

起始量（mol/L）4 8 0 0

变化量（mol/L）X X X X

平衡量（mol/L）4-X 8-X X X

由15min后达到平衡时CO2的转化率为75%，所以=75%,所以X=3mol/L， 015 min CO2平均反应速率为v(CO2)= 3mol/L15min= 0.2mol/(L·min)，故答案为：0.2mol/(L·min)；

②上述条件下反应的平衡常数K=32(15)=1.8，故答案为：1.8；

III. (1) 根据捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。A. Na2CO3、B. NaOH均能和CO2span>反应，可以用作工业捕碳剂，而C. CH3CH2OH、D. NH4Cl均不能和CO2反应，故可以用作工业捕碳剂。所以答案：AB；

(2)根据图像该化学反应随温度的升高，平衡逆向移动，所以该反应是放热反应，b、c、d三点温度逐渐升高，所以b、c、d三点的平衡常数K b >K c>Kd，所以答案：K b >K c>Kd。