Question

11．CO₂是自然界中碳循环的主要载体，维持大气中CO₂的平衡对生态环境有重要意义．
（1）举一例说明CO₂在自然界碳循环过程中的作用光合作用．
（2）CO₂加氢合成低碳烯烃技术在环境保护等方面具有重要意义．以合成C₂H₄为例，该转化分为两步进行：
第一步：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ/mol
第二步：2CO（g）+4H₂（g）?C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H=-210.5kJ/mol
①第一步反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$．
②CO₂加氢合成乙烯的热化学方程式是2CO₂+6H₂（g）=C₂H₄（g）+4H₂O（g）△H=-127.9 kJ/mol．
③一定条件下的密闭容器中，总反应达到平衡，要提高CO₂的转化率，可以采取的措施是bd（选填字母）．
a．低压b．增大H₂浓度c．加入适当催化剂d．分离出水
④如图是其他条件一定时，反应温度对CO₂平衡转化率影响的曲线（已知：多步递进反应中，条件不同时，反应物转化率可能由不同步骤的反应决定）．在温度高于约650℃时，CO₂的平衡转化率随着温度升高而增大的原因是大于650℃时，第一步反应（吸热）为主，因此升温使CO₂转化率增大．

Answer 1

分析 （1）二氧化碳参与光合作用，可以实现CO₂在自然界碳循环；
（2）①化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出；
②已知：Ⅰ．CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ/mol
Ⅱ．2CO（g）+4H₂（g）?C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H=-210.5kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅰ×2+Ⅱ可得：2CO₂+6H₂（g）=C₂H₄（g）+4H₂O（g）；
③要提高CO₂的转化率，改变条件应使平衡正向移动，但不能只增大二氧化碳的用量，否则转化率为降低，结合平衡移动原理分析解答；
④大于650℃时，第一步反应（吸热）为主，因此升温使CO₂转化率增大．

解答 解：（1）二氧化碳参与光合作用，可以实现CO₂在自然界碳循环，
故答案为：光合作用；
（2）①CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的化学平衡常数表达式K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$，
故答案为：$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$；
②已知：Ⅰ．CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ/mol
Ⅱ．2CO（g）+4H₂（g）?C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H=-210.5kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅰ×2+Ⅱ可得：2CO₂+6H₂（g）=C₂H₄（g）+4H₂O（g）△H=-127.9 kJ/mol，
故答案为：2CO₂+6H₂（g）=C₂H₄（g）+4H₂O（g）△H=-127.9 kJ/mol；
③a．正反应为气体体积减小的反应，低压有利于逆向减小，CO₂的转化率减小，故a错误；
b．增大H₂浓度，平衡正向移动，CO₂的转化率增大，故b正确；
c．加入适当催化剂，可以加快反应速率，但不影响平衡移动，CO₂的转化率不变，故c错误；
d．分离出水，生成物浓度减小，平衡正向移动，CO₂的转化率增大，故d正确，
故选：bd；
④大于650℃时，第一步反应（吸热）为主，正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，因此升温使CO₂转化率增大，
故答案为：大于650℃时，第一步反应（吸热）为主，因此升温使CO₂转化率增大．

点评 本题考查化学平衡影响因素、平衡常数、盖斯定律应用等，注意对基础知识的理解掌握．