Question

研究CO₂的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義。
(1)將CO₂與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等。
已知：Fe₂O₃(s)＋3C(s)=2Fe(s)＋3CO(g)；ΔH₁＝＋489.0 kJ·mol^－1
C(s)＋CO₂(g)=2CO(g)；ΔH₂＝＋172.5 kJ·mol^－1。
則CO還原Fe₂O₃的熱化學方程式為________________________________
(2)某實驗將CO₂和H₂充入一定體積的密閉容器中，在兩種不同條件下發生反應：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol^－1，測得CH₃OH的物質的量隨時間的變化如圖所示，請回答下列問題：

①該反應的平衡常數的表達式為K＝________。
②曲線Ⅰ、Ⅱ對應的平衡常數大小關系為K_Ⅰ________K_Ⅱ(填“大于”、“等于”或“小于”)。
③在下圖a、b、c三點中，H₂的轉化率由高到低的順序是________(填字母)。

(3)在其他條件不變的情況下，將容器體積壓縮到原來的1/2，與原平衡相比，下列有關說法正確的是________(填序號)。
a．氫氣的濃度減小
b．正反應速率加快，逆反應速率也加快
c．甲醇的物質的量增加
d．重新平衡時n(H₂)/n(CH₃OH)增大

Answer 1

(1)Fe₂O₃(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO₂(g)；ΔH＝－28.5 kJ·mol^－1
(2)①　②大于　③a、b、c
(3)bc

利用蓋斯定律即可寫出相應的熱化學方程式。分析曲線Ⅰ、Ⅱ可知，兩曲線的溫度不同，且曲線Ⅰ的溫度低于曲線Ⅱ的溫度，由于該反應是放熱反應，所以K_Ⅰ＞K_Ⅱ。H₂的起始投入量越少，其平衡轉化率越高。在其他條件不變的情況下，將容器體積壓縮到原來的1/2，與原平衡相比，所有組分的濃度均增大，正、逆反應速率均加快，平衡正向移動，生成物的物質的量增加，反應物的轉化率增大，重新達到平衡時n(H₂)/n(CH₃OH)減小。