Question

【題目】二氧化碳的回收利用是環(huán)保和能源領(lǐng)域研究的熱點課題，請根據(jù)要求回到下列問題：

(1)研究表明，利用太陽能可以將分解制收炭黑，其原理如圖1所示，制取炭黑的化學(xué)反應(yīng)方程式是______；

已知：①

②

則過程2 的熱化學(xué)方程式為______。

(2)一定溫度下，在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，下列說法正確的是______ 填字母序號

A.當(dāng)反應(yīng)容器中壓強(qiáng)不變時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B.升高溫度，加快反應(yīng)速率， 的轉(zhuǎn)化率增大

C.增大 的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)增大

D.平衡時CO、 的體積分?jǐn)?shù)一定相等

(3)在2L恒容密閉容器中充入和nmol ，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，，的轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比的關(guān)系如圖2所示。

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為______，若，則B點的K______計算結(jié)果精確至；

②若在500K時，按投料，在恒壓下進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)，此時的轉(zhuǎn)化率______ 填“”“”或“”；

(4)某研究團(tuán)隊設(shè)計出一種新型太陽能電池，能把大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)換成碳?xì)浠�合物燃料。如圖3是通過

和作用制備的原理示意圖。b電極的電極反應(yīng)為______。

Answer 1

【答案】 AB

【解析】

二氧化碳催化劑作用生成氧氣和碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；已知：①，②，所求反應(yīng)為：，反應(yīng)可由得-(①+②)到，根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)的焓變，故答案為：；；

恒容條件，混合氣體的總物質(zhì)的量，隨反應(yīng)進(jìn)行不確定，即容器內(nèi)壓強(qiáng)不斷變化，當(dāng)壓強(qiáng)不隨時間變化而變化時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；

B.反應(yīng)吸熱，升高溫度有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，加快反應(yīng)速率，的轉(zhuǎn)化率提高，故B正確；

C.增大的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，但不改變化學(xué)平衡常數(shù)，化學(xué)平衡常數(shù)只隨溫度改變而改變，反應(yīng)是在定溫下進(jìn)行的，故C錯誤；

D.若起始只加入CO2和CH4，CO和的變化量始終相等，平衡時CO、H2的體積分?jǐn)?shù)一定相等，若起始時還加入了CO或H2，平衡時CO、H2的體積分?jǐn)?shù)不一定相等，故D錯誤；

故答案為：AB；

①可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=；投料比時，即，在B點的平衡轉(zhuǎn)化率為，所以各組分的平衡濃度為，，c（CH3OH）==0.75mol/L，，所以化學(xué)平衡常數(shù)為K===5.3L2/mol2，

故答案為：；；

②反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，體系壓強(qiáng)降低，在500K時，按投料，在恒壓下進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)壓強(qiáng)較大，因此在恒壓裝置中進(jìn)行反應(yīng)相當(dāng)于對原平衡加壓，則有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，的轉(zhuǎn)化率增大，所以此時的轉(zhuǎn)化率，故答案為：；

根據(jù)原理圖分析，電極b為電子流入的電極，為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)為轉(zhuǎn)化為的反應(yīng)，則電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為：，故答案為：。