题目内容
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．
①已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ?mol-1
C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ?mol-1
则Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe （s）+3CO2（g）△H=
②已知Fe与CO可形成五羰基铁[Fe（CO）5]，该化合物相当活泼易吸收H2生成氢化羰基铁．氢化羰基铁为二元弱酸，可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠．试写出五羰基铁吸收H2的反应方程式
③利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），写出该电池的正极反应式
（2）某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1
测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示，回答问题：
①该反应的平衡常数表达式为K=
②曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ
③其它条件不变时，下列措施能提高H2转化率的是
A．减小CO2的浓度 B．降低温度 C．增加H2的浓度 D．增大压强．
考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素
专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题
分析：（1）①依据热化学方程式和盖斯定律计算得到热化学方程式；
②氢化羰基铁为二元弱酸，结合原子守恒分析书写化学方程式；
③CO-O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），依据原电池原理，氧气在正极得电子，发生还原反应；
（2）①依据化学平衡的平衡常数概念计算列式，平衡常数是用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积；
②依据图象分析可知先拐先平，温度高，反应是放热反应，平衡逆向进行；
③提高H2转化率，则平衡向正反应方向移动，可以通过降低温度、增大压强、增大二氧化碳浓度或减小甲醇、水蒸气浓度实现．
②氢化羰基铁为二元弱酸，结合原子守恒分析书写化学方程式；
③CO-O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），依据原电池原理，氧气在正极得电子，发生还原反应；
（2）①依据化学平衡的平衡常数概念计算列式，平衡常数是用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积；
②依据图象分析可知先拐先平，温度高，反应是放热反应，平衡逆向进行；
③提高H2转化率，则平衡向正反应方向移动，可以通过降低温度、增大压强、增大二氧化碳浓度或减小甲醇、水蒸气浓度实现．
解答：
解：（1）①已知：a、Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ?mol-1
b、C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ?mol-1
依据盖斯定律a-b×3得到：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5KJ/mol，
故答案为：-28.5KJ/mol；
②Fe与CO可形成五羰基铁[Fe（CO）5]，该化合物相当活泼，易于吸收H2生成氢化羰基铁．氢化羰基铁为二元弱酸，可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠，依据题干信息推知，反应的化学方程式为：Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO，
故答案为：Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO；
③CO-O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），氧气在正极得电子，发生还原反应，正极反应式为：O2+2H2O+2e-═4OH-，
故答案为：O2+2H2O+2e-═4OH-；
（2）①CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）反应的平衡常数为：
，
故答案为：
；
②图象分析可知先拐先平，Ⅱ温度高，反应是放热反应，平衡逆向进行，平衡常数减小，所以K1＞K2，
故答案为：大于；
③提高H2转化率，则平衡向正反应方向移动，可以通过降低温度、增大压强、增大二氧化碳浓度或减小甲醇、水蒸气浓度实现，
故选BD．
b、C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ?mol-1
依据盖斯定律a-b×3得到：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5KJ/mol，
故答案为：-28.5KJ/mol；
②Fe与CO可形成五羰基铁[Fe（CO）5]，该化合物相当活泼，易于吸收H2生成氢化羰基铁．氢化羰基铁为二元弱酸，可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠，依据题干信息推知，反应的化学方程式为：Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO，
故答案为：Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO；
③CO-O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），氧气在正极得电子，发生还原反应，正极反应式为：O2+2H2O+2e-═4OH-，
故答案为：O2+2H2O+2e-═4OH-；
（2）①CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）反应的平衡常数为：
| c(CH3OH)c(H2O) |
| c(CO2)c3(H2) |
故答案为：
| c(CH3OH)c(H2O) |
| c(CO2)c3(H2) |
②图象分析可知先拐先平，Ⅱ温度高，反应是放热反应，平衡逆向进行，平衡常数减小，所以K1＞K2，
故答案为：大于；
③提高H2转化率，则平衡向正反应方向移动，可以通过降低温度、增大压强、增大二氧化碳浓度或减小甲醇、水蒸气浓度实现，
故选BD．
点评：本题考查涉及知识点较多，涉及反应热的计算、平衡常数的计算、平衡状态的判断以及外界条件对平衡移动的影响等问题，题目难度中等，本题注意把握计算方法以及平衡常数的运用．
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