Question

16．综合利用CO₂、CO对构建低碳社会有重要意义．
（1）Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂．如果寻找吸收CO₂的其他物质，下列建议合理的是ab．
a．可在碱性氧化物中寻找
b．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c．可在具有强氧化性的物质中寻找
（2）Li₄SiO₄可用于吸收、释放CO₂，原理是：在500℃，CO₂与Li₄SiO₄接触后生成Li₂CO₃；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO₂，Li₄SiO₄再生．写出CO₂与Li₄SiO₄反应的化学方程式CO₂+Li₄SiO₄Li₂CO₃+Li₂SiO₃；该反应为放（填“吸”或者“放”）热反应，原因是升高温度，平衡向逆向进行，说明逆反应为吸热反应，所以正反应为放热反应．
（3）CO与H₂在催化剂作用下发生如下反应：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．对此反应进行如下研究：某温度下在某2L恒容密闭容器中分别充入1.2mol CO和1mol H₂，达到平衡测得有0.4mol CH₃OH（g），则该反应平衡常数值为50．
（4）在200℃并用钴做催化剂的条件下，CO与H₂可合成C₅H₁₂（汽油的一种成分），可减少碳排放．反应中能量变化如图1所示，写出该反应的热化学方程式5CO（g）+11H₂（g）═C₅H₁₂（g）+5H₂O（g）△H=+（b-a）KJ/mol．

（5）如图2所示，利用缺铁氧化物[如Fe_0.9O]可实现CO₂的综合利用、构建低碳环保社会．请说明该转化的优点将CO₂转化为C和O₂；利用了太阳能；Fe₃O₄可循环使用．

Answer 1

分析 （1）二氧化碳为酸性气体，Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂与氧化性无关；
（2）在500℃，CO₂与Li₄SiO₄接触后生成Li₂CO₃，反应物为CO₂与Li₄SiO₄，生成物有Li₂CO₃，根据质量守恒可知产物还有Li₂SiO₃；根据升高温度平衡左移来分析；
（3）利用三段式结合平衡常数的计算公式来计算；
（4）根据图1可知，反应物为5molCO气体和11mol氢气，产物为1mol戊烷气体和5mol水蒸汽，由于反应物的能量低于产物的能量，故此反应为吸热反应，且吸收（b-a）KJ，据此分析；
（5）根据图示可知，Fe_0.9O可以将CO₂转化为Fe₃O₄和C，而Fe₃O₄又在太阳能高温作用下分解为Fe_0.9O和氧气，据此分析．

解答 解：（1）a．Li₂O、Na₂O、MgO均属于碱性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO₂，可在碱性氧化物中寻找吸收CO₂的其他物质，故a正确；
b．Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂，钠、镁为ⅠA、ⅡA族元素，所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找吸收CO₂的其他物质，故b正确；
c．Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂，但它们都没有强氧化性，且吸收二氧化碳与氧化还原无关，故c错误；
故答案为：ab；
（2）在500℃，CO₂与Li₄SiO₄接触后生成Li₂CO₃，反应物为CO₂与Li₄SiO₄，生成物有Li₂CO₃，根据质量守恒可知产物还有Li₂SiO₃，所以化学方程式为：CO₂+Li₄SiO₄Li₂CO₃+Li₂SiO₃；由于升高温度平衡左移，故正反应为放热反应．
故答案为：CO₂+Li₄SiO₄Li₂CO₃+Li₂SiO₃；放；升高温度，平衡向逆向进行，说明逆反应为吸热反应，所以正反应为放热反应；
（3）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始：1.2mol 1mol       0
转化：0.4mol 0.8mol   0.4mol
平衡：0.8mol 0.2mol   0.4mol
所以：k=$\frac{0.2mol/L}{0.4mol/L×（0.1mol/L）^{2}}$=50（mol/L）^-2，故答案为：50；
（4）根据图1可知，反应物为5molCO气体和11mol氢气，产物为1mol戊烷气体和5mol水蒸汽，由于反应物的能量低于产物的能量，故此反应为吸热反应，且吸收（b-a）KJ，故热化学方程式为：5CO（g）+11H₂（g）═C₅H₁₂（g）+5H₂O（g）△H=+（b-a） KJ/mol，故答案为：5CO（g）+11H₂（g）═C₅H₁₂（g）+5H₂O（g）△H=+（b-a） KJ/mol；
（5）根据图示可知，Fe_0.9O可以将CO₂转化为Fe₃O₄和C，而Fe₃O₄又在太阳能高温作用下分解为Fe_0.9O和氧气，在此循环过程中，利用了太阳能，Fe₃O₄可循环使用，且能将CO₂转化为C和O₂，减少了空气污染．故答案为：将CO₂转化为C和O₂；利用了太阳能；Fe₃O₄可循环使用．

点评 本题属于拼合型题目，涉及热化学方程式书写、化学平衡常数的计算、陌生反应的书写等，侧重考查学生对知识的迁移应用，题目计算量大，对学生的心理素质有较高的要求，难度较大．