Question

【題目】研究碳和硫的化合物的性質(zhì)，有助于合理控制溫室效應(yīng)、環(huán)境污染，并能進(jìn)行資源化利用，還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品．
（1）有科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO2 ， 相關(guān)熱化學(xué)方程式如下： 6FeO（s）+CO2（g）═2Fe3O4（s）+C（s）△H=﹣76.0kJmol﹣1
①上述反應(yīng)的還原產(chǎn)物為 ， 每生成1mol Fe3O4 ， 轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol；
②已知：C（s）+2H2O（g）═CO2（g）+2H2（g）△H=+113.4kJmol﹣1 ， 則反應(yīng)：
3FeO（s）+H2O（g）═Fe3O4（s）+H2（g）的△H= ．
（2）在一定條件下，二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下：CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）．向一容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO2和H2 ， 在300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為CO2 0.2molL﹣1 ， H2 0.8molL﹣1 ， CH4 0.8molL﹣1 ， H2O 1.6molL﹣1 ． 則300℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ． 200℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8，則該反應(yīng)的△H（填“＞”或“＜”）0．

Answer 1

【答案】
（1）C；2；+18.7kJ/mol
（2）25；＜
【解析】解：（1）①反應(yīng)6FeO（s）+CO2（g）═2Fe3O4（s）+C（s）中，F(xiàn)e元素化合價(jià)由+2價(jià)部分升高到+3價(jià)，C元素化合價(jià)由+4價(jià)降低到0價(jià)，還原產(chǎn)物為C，每生成1mol Fe3O4 ， 則生成0.5molC，轉(zhuǎn)移2mol電子， 所以答案是：C；2；
②6FeO（s）+CO2（g）=2Fe3O4（s）+C（s）△H=﹣76.0kJmol﹣1
C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H=+113.4kJmol﹣1 ，
兩熱化學(xué)方程式相加除以2得：3FeO（s）+H2O（g）=Fe3O4（s）+H2（g）
△H=（﹣76.0kJ/mol+113.4kJ/mol）÷2=+18.7kJ/mol，
所以答案是：+18.7kJ/mol；（2）平衡狀態(tài)c（H2）=c（CH4）=0.8mol/L，c（CO2）=0.2mol/L；

	CO2（g）	+	4H2（g）		CH4（g）	+	2H2O（g）
起始量（mol/L）	1.0		4.0		0		0
變化量（mol/L）	0.8		3.2		0.8		1.6
平衡量（mol/L）	0.2		0.8		0.8		1.6

反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= = =25，因?yàn)?00℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8，所以升溫K變小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以△H＜0；
所以答案是：25；＜．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用反應(yīng)熱和焓變和化學(xué)平衡的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案，需要掌握在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量，通常叫反應(yīng)熱；反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．