2.
研究和深度开发CO、CO
2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:Fe
2O
3(s)+3C(s)═2Fe(s)+3CO(g)△H
1=+489.0kJ•mol
-1,C(s)+CO
2(g)═2CO(g)△H
2=+172.5kJ•mol
-1,则CO还原Fe
2O
3(s)的热化学方程式为
.
(2)CO与O
2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)CO
2和H
2充入一定体积的恒容密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO
2(g)+3H
2(g)⇌CH
3OH(g)+H
2O(g),测得CH
3OH的物质的量随时间的变化如图1.
①该反应的△H
0(填“大于或小于”),曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K
Ⅰ K
Ⅱ(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 | 1mol CO2、3mol H2 | a mol CO2、3a mol H2、 b mol CH3OH(g)、b mol H2O(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CO
2和H
2O(g)转化为CH
4和O
2.紫外光照射时,在不同催化剂(I、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH
4产量随光照时间的变化见图2,在0~15小时内,CH
4的平均生成速率I、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为
(填序号).
(5)以TiO
2/Cu
2Al
2O
4为催化剂,可以将CO
2和CH
4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3.
①当温度在
范围时,温度是乙酸生成速率的主要影响因素;
②Cu
2Al
2O
4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
.