Question

【題目】資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放，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)中每生成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）△H=QkJmol﹣1 ， 向一容積為 2L的恒容密閉容器中充人2molCO2和8mol H2 ， 在 300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得CH4的濃度為0.8molL﹣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Q（填“＞”或“＜”）0．

Answer 1

【答案】
（1）2；+18.7kJ?mol﹣1
（2）25；＜
【解析】解：（1）①由方程式可知，每生成1mol Fe3O4時(shí)生成0.5molC，C元素化合價(jià)由+4價(jià)降低為0價(jià)，故轉(zhuǎn)移電子為0.5mol×4=2mol，故答案為：2；②已知：Ⅰ.6FeO（s）+CO2（g）=2Fe3O4（s）+C（s）△H=﹣76.0kJmol﹣1
Ⅱ．C（s）+2H2O（g）=CO2 （g）+2H2（g）△H=+113.4kJmol﹣1 ， 根據(jù)蓋斯定律，（Ⅰ+Ⅱ）× 可得：3FeO（s）+H2O （g）=Fe3O4 （s）+H2 （g），則△H= ×（﹣76.0kJmol﹣1+113.4kJmol﹣1）=+18.7kJmol﹣1 ， 故答案為：+18.7kJmol﹣1；（2）向一容積為 2L的恒容密閉容器中充人2molCO2和8mol H2 ， 在 300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得CH4的濃度為0.8molL﹣1 ， 則：
CO2（g）+4H2 （g）CH4 （g）+2H2O（g）
起始量（mol/L）：1 4 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
平衡常數(shù)K= = =25，200℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8，大于300℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)25，說(shuō)明降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即Q＜0，故答案為：25；＜．
（1）①反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)升高，C元素化合價(jià)降低，計(jì)算生成C的物質(zhì)的量，結(jié)合C元素化合價(jià)變價(jià)計(jì)算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量；②已知：Ⅰ.6FeO（s）+CO2（g）=2Fe3O4（s）+C（s）△H=﹣76.0kJmol﹣1Ⅱ．C（s）+2H2O（g）=CO2 （g）+2H2（g）△H=+113.4kJmol﹣1 ，
根據(jù)蓋斯定律，（Ⅰ+Ⅱ）× 可得：3FeO（s）+H2O （g）=Fe3O4 （s）+H2 （g），焓變也進(jìn)行需要計(jì)算；（2）向一容積為 2L的恒容密閉容器中充人2molCO2和8mol H2 ， 在 300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得CH4的濃度為0.8molL﹣1 ， 則：
CO2（g）+4H2 （g）CH4 （g）+2H2O（g）
起始量（mol/L）：1 4 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
代入K= 計(jì)算平衡常數(shù)，再根據(jù)平衡常數(shù)相對(duì)大小判斷溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響．