Question

【題目】碳及其化合物廣泛存在于自然界。請回答下列問題：

（1）反應Ⅰ：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH1 平衡常數為K1

反應Ⅱ：Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH1 平衡常數為K2

不同溫度下，K1、K2的值如下表：

現有反應Ⅲ：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)，結合上表數據，反應Ⅲ是___(填“放熱”或“吸熱”）反應，為提高CO2的轉化率可采用措施有___（寫出任意兩條）。

(2)已知CO2催化加氫合成乙醇的反應原理為：2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) H<0。設m為起始時的投料比，即m= n(H2)/ n(CO2)。

①圖1中投料比相同，溫度從高到低的順序為______。

②圖2中m1、m2、m3從大到小的順序為____。

③圖3表示在總壓為5MPa的恒壓條件下，且m=3時，平衡狀態時各物質的物質的量分數與溫度的關系。則曲線d代表的物質化學名稱為____，T4溫度時，該反應平衡常數KP的計算式為____。

（3）工業上常用高濃度的 K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用電解法使K2CO3溶液再生，其裝置示意圖如圖：

①在陽極區發生的反應包括____和H++HCO3- ==CO2↑+H2O

②簡述CO32-在陰極區再生的原理：____。

Answer 1

【答案】吸熱 升高溫度、提高氫氣濃度、吸收CO、液化水蒸氣（任選兩條） 乙醇 陰極水電解生成氫氣和氫氧根離子，與反應生成

【解析】

（1），則，所以973K時，，1173K時，，升高溫度，平衡常數增大，所以正反應為吸熱反應，提高CO2的轉化率可采用措施有高溫度、提高氫氣濃度、吸收CO、液化水蒸氣，任選兩條答題即可；

（2）①正反應放熱，溫度越高，二氧化碳的平衡轉化率越小，所以溫度從高到低的順序為；

②增大n(H2)，平衡正向移動，二氧化碳的平衡轉化率越大，所以；

③升高溫度，平衡逆向移動，二氧化碳和氫氣的含量增大，乙醇、水減少，乙醇的含量是水的，所以曲線d代表的物質為乙醇，化學反應的壓強平衡常數為生成物分壓的冪之積除以反應物分壓的冪之積，體系中各組分的分壓=該物質的物質的量分數×體系總壓強，故該反應平衡常數KP的計算式為；

（3）①裝置圖分析與電源正極相連的為電解池的陽極，與電源負極相連的為電解池的陰極，陽極上是氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應為：4OH--4e-═2H2O+O2↑（或2H2O-4e-=4H++O2↑），生成的氫離子與HCO3-反應生成二氧化碳氣體；

②在陰極區，溶液中H+放電，破壞水的電離平衡，OH-濃度增大，OH-與HCO3-反應生成CO32-，所以CO32-再生。