题目内容
资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品．（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式如下：
6FeO（s）+CO2（g）=2Fe3O4（s）+C（s）△H=-76.0kJ?mol一1
①上述反应中每生成1mol Fe3O4，转移电子的物质的量为
②已知：C（s）+2H2O（g）=CO2 （g）+2H2（g）△H=+113.4kJ?mol一1，则反应：
3FeO（s）+H2O （g）=Fe3O4 （s）+H2 （g）的△H=
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO2（g）+4H2 （g）?C H4 （g）+2H2O（g）
向一容积为 2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2，在 300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol?L-1，H2 0.8mol?L-1，CH40.8mol?L-1，H2O1.6mol?L-1．则300℃时上述反应的平衡常数K=
（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示：
①上述生产过程的能量转化方式是
a、电能转化为化学能
b、太阳能转化为电能
c、太阳能转化为化学能
d、化学能转化为电能
②上述电解反应在温度小于 900℃时进行，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，阴极反应式为3CO2+4e-=C+2CO32-则阳极的电极反应式为
考点：用化学平衡常数进行计算,有关反应热的计算,电解原理
专题：
分析：（1）①依据热化学方程式和反应生成的Fe3O4计算电子转移；
②根据盖斯定律计算反应热；
（2）依据化学平衡三段式列式计算转化率和平衡常数，比较不同温度平衡常数大小来判断反应热；
（3）①依据图示可知是太阳能和电能转化为化学能的变化过程；
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2，电解质为熔融碳酸钠，
则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程，阴极是二氧化碳得到电子生成碳，
依据电子守恒和传导离子配平书写电极反应．
②根据盖斯定律计算反应热；
（2）依据化学平衡三段式列式计算转化率和平衡常数，比较不同温度平衡常数大小来判断反应热；
（3）①依据图示可知是太阳能和电能转化为化学能的变化过程；
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2，电解质为熔融碳酸钠，
则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程，阴极是二氧化碳得到电子生成碳，
依据电子守恒和传导离子配平书写电极反应．
解答：
解：（1）①6FeO（s）+CO2（g）═2Fe3O4（s）+C（g）△H=-76.0KJ?mol-1该反应中每生成1molFe3O4，
反应的二氧化碳物质的量为0.5mol，1mol二氧化碳反应转移电子4mol，0.5mol二氧化碳反应转移电子2mol，所以转移电子的物质的量2mol；
故答案为：2；
②6FeO（s）+CO2（g）=2Fe3O4（s）+C（s）△H=-76.0kJ?mol-1
C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H=+113.4kJ?mol-1，
两热化学方程式相加除以2得：3FeO（s）+H2O（g）=Fe3O4（s）+H2（g）
△H=（-76.0kJ/mol+113.4kJ/mol）÷2=+18.7kJ/mol，
故答案为：+18.7kJ/mol；
（2）向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，
达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol?L-1，H2 0.8mol?L-1，CH4 0.8mol?L-1，H2O 1.6mol?L-1 ，起始充CO2和H2的物质的量浓度分别为x、y；
CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）
起始量 x y 0 0
变化量 0.8 3.2 0.8 1.6
平衡量 0.2 0.8 0.8 1.6
x=0.2mol+0.8mol=1mol，y=0.8mol+3.2mol=4mol；
平衡常数K=
=
=25，因300℃平衡常数K为25，200℃平衡常数K为64.8，温度升高，平衡常数减少，故正反应放热，
故答案为：25；＜；
（3）①依据图示可知是太阳能和电能转化为化学能的变化过程，故答案为：ac；
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程，电极反应为：2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑，故答案为：2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑．
反应的二氧化碳物质的量为0.5mol，1mol二氧化碳反应转移电子4mol，0.5mol二氧化碳反应转移电子2mol，所以转移电子的物质的量2mol；
故答案为：2；
②6FeO（s）+CO2（g）=2Fe3O4（s）+C（s）△H=-76.0kJ?mol-1
C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H=+113.4kJ?mol-1，
两热化学方程式相加除以2得：3FeO（s）+H2O（g）=Fe3O4（s）+H2（g）
△H=（-76.0kJ/mol+113.4kJ/mol）÷2=+18.7kJ/mol，
故答案为：+18.7kJ/mol；
（2）向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，
达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol?L-1，H2 0.8mol?L-1，CH4 0.8mol?L-1，H2O 1.6mol?L-1 ，起始充CO2和H2的物质的量浓度分别为x、y；
CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）
起始量 x y 0 0
变化量 0.8 3.2 0.8 1.6
平衡量 0.2 0.8 0.8 1.6
x=0.2mol+0.8mol=1mol，y=0.8mol+3.2mol=4mol；
平衡常数K=
| [CH4]?[H2O]2 |
| [CO2]?[H2]4 |
| 0.8×1．62 |
| 0.2×0．84 |
故答案为：25；＜；
（3）①依据图示可知是太阳能和电能转化为化学能的变化过程，故答案为：ac；
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程，电极反应为：2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑，故答案为：2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑．
点评：本题考查热化学方程式书写，化学平衡的计算和电极反应式的书写等知识点，中等难度，对应平衡的计算，要善于利用三段式，对电极反应式得书写，要结合图示来书写．
练习册系列答案
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