化学
CO2 和CH4 是两种主要的温室气体，以CH4 和CO2 为原料太阳能制造更高价值的化学产品是目前缓解温室效应的研究方向．回答下列问题：（1）由CO2 制取C的太阳能 工艺如图1所示．①“热分解系统”发生的反应为2Fe3O4  >2300K  .

2019-04-20

CO2 和CH4 是两种主要的温室气体，以CH4 和CO2 为原料太阳能制造更高价值的化学产品是目前缓解温室效应的研究方向．回答下列问题：
作业帮
（1）由CO2 制取C的太阳能 工艺如图1所示．
①“热分解系统”发生的反应为2Fe3O4
 >2300K 
.
 
6FeO+O2↑，则每分解1mol Fe3O4转移电子的物质的量为
___②“重整系统”发生反应的化学方程式为___
（2）一定条件下，CO2和CH4反应可生产合成气（CO、的混合气体），其可用于合成多种液体燃料．
已知：
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H1=-802.3kJ•mol-1
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H2=-41.0kJ•mol-1
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H3=-566.0kJ•mol-1
反应CO2（g）+CH4（g）⇌2CO（g）+2H2（g）的△H=___kJ•mol-1
（3）CO2催化加氢可合成低碳烯烃．起始时在0.1MPa下，以n（H2）：n（CO2）=3：1的投料比将反应物充入反应器中，发生反应：2CO2（g）+6H2（g）⇌C2H4（g）+4H2O（g）△H，保持压强不变，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图2所示．
①曲线Ⅱ表示的物质为___（填化学式），该反应的△H___（填“>”或“<”）0．
②A、B两点对应的反应速率v（A）、v（B）的大小关系为___．B、C两点对应温度下反应的平衡常数大小关系为K（B）___（填“>”“<”或“=”）K（C）．
③为提高CO2 的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是举1种）．
优质解答
（1）①2Fe3O4
 2300K 
.
 
6FeO+O2↑中O元素化合价由-2价升高到0价，生成1mol氧气，转移4mol电子，消耗2molFe3O4，所以分解1mol Fe3O4转移电子的物质的量为2mol；
故答案为：2mol；
②由示意图可知，重整系统中CO2和FeO反应生成Fe3O4和C，发生反应的化学方程式：6FeO+CO2
700℃
 
2Fe3O4+C；
故答案为：6FeO+CO2
700℃
 
2Fe3O4+C；
（2））①CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H2=-802.3kJ•mol-1
②CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H2=-41.0kJ•mol-1
③2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566.0kJ•mol-1；
依据盖斯定律：①+②×2-③×2得：CO2（g）+CH4（g）⇌2CO（g）+2H2（g）
则反应焓变：△H=[-802.3-2×41.0-（-566）×2]kJ•mol-1=+247.7KJ/mol，
故答案为：+247.7；
（3）①随着温度升高，氢气的物质的量逐渐增多，因氢气为反应物，则另一条逐渐增多的曲线为CO2，由计量数关系可知b为水，c为C2H4的变化曲线；
由曲线变化可知随着温度升高，氢气的物质的量逐渐增多，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应放热，故故答案为：H2O；<；
②升高温度反应速率加快，从图中可知：B点温度高于A点，所以v（A）<v（B）；
由①可知该反应为放热反应，升高温度则平衡常数变小，从图中可知B点温度高于C点，所以C点平衡常数大；
故答案为：v（A）<v（B）；<；
③该反应为气体物质的量减小的放热反应，为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是增大压强或增大
n(H2)
n(CO2)
的比值；
故答案为：增大压强或增大
n(H2)
n(CO2)
的比值； （1）①2Fe3O4
 2300K 
.
 
6FeO+O2↑中O元素化合价由-2价升高到0价，生成1mol氧气，转移4mol电子，消耗2molFe3O4，所以分解1mol Fe3O4转移电子的物质的量为2mol；
故答案为：2mol；
②由示意图可知，重整系统中CO2和FeO反应生成Fe3O4和C，发生反应的化学方程式：6FeO+CO2
700℃
 
2Fe3O4+C；
故答案为：6FeO+CO2
700℃
 
2Fe3O4+C；
（2））①CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H2=-802.3kJ•mol-1
②CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H2=-41.0kJ•mol-1
③2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566.0kJ•mol-1；
依据盖斯定律：①+②×2-③×2得：CO2（g）+CH4（g）⇌2CO（g）+2H2（g）
则反应焓变：△H=[-802.3-2×41.0-（-566）×2]kJ•mol-1=+247.7KJ/mol，
故答案为：+247.7；
（3）①随着温度升高，氢气的物质的量逐渐增多，因氢气为反应物，则另一条逐渐增多的曲线为CO2，由计量数关系可知b为水，c为C2H4的变化曲线；
由曲线变化可知随着温度升高，氢气的物质的量逐渐增多，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应放热，故故答案为：H2O；<；
②升高温度反应速率加快，从图中可知：B点温度高于A点，所以v（A）<v（B）；
由①可知该反应为放热反应，升高温度则平衡常数变小，从图中可知B点温度高于C点，所以C点平衡常数大；
故答案为：v（A）<v（B）；<；
③该反应为气体物质的量减小的放热反应，为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是增大压强或增大
n(H2)
n(CO2)
的比值；
故答案为：增大压强或增大
n(H2)
n(CO2)
的比值；
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