研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe (s)+3CO(g) ΔH 1=+489.0 kJ· mol-1,
C(s) +CO2(g)=2CO(g) ΔH 2 =+172.5 kJ·mol-1, 则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
(2)CO与O2设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。该电池的负极反应式为 。
(3)CO2和H2充入一定体积的恒容密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) 测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图5。
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①该反应的ΔH 0(填“大于或小于”),曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为
KⅠ KⅡ (填“>、=或<”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
| 容 器 | 甲 | 乙 |
| 反应物投入量 | 1 mol CO2、3 mol H2 | a molCO2、3a molH2、 b molCH3OH(g)、b molH2O(g) |
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则b的取值范围为 。
(4)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I、II、III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图6。在0~15小时内,CH4的平均生成速率I、II和III从小到大的顺序为 (填序号)。
(5)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图7。
①当温度在 范围时,温度是乙酸生成速率的主要影响因素。
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,稀硝酸还原产物为NO,写出有关的离子方程式 。