Question

（12分）（1）有科學家提出“綠色自由”的構想：將CO₂變為燃料或有機化學品。其構想分成3個步驟：

① 利用濃碳酸鉀溶液吸收空氣中的CO₂；

② 將第①步吸收液電解產生H₂和O₂，同時分離出CO₂；

③ 將第②步產生的H₂和CO₂在一定條件下轉化成CH₄和水蒸氣。

已知：H₂（g）+0.5O₂（g）=H₂O（l）  △H₁= —285.8 kJ/mol

CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）  △H₂=—889.6 kJ/mol

H₂O（l）=H₂O（g）  △H₃=+44.0 kJ/mol

第③步反應的熱化學方程式為                                     。

（2）使用合適的催化劑和電極材料，以N₂、H₂為原料，以HCl-NH₄Cl為電解質溶液構成新型燃料電池，同時達到固氮作用。該電池的正極反應式為                          ，溶液中H⁺向     極移動（選擇填寫“正”或“負”）。

（3）某催化劑的主要成分是FeO、Fe₂O₃，當催化劑中Fe²⁺與Fe³⁺的物質的量之比為1:2時，其催化活性最高。以Fe₂O₃為原料制備上述催化劑，可向其中加入適量炭粉，發生如下反應：

2Fe₂O₃＋C4FeO＋CO₂­。為制得這種活性最高的催化劑，應向480 g Fe₂O₃粉末中加入炭粉的質量為_____g。

（4）在T℃時，向2L固定體積的密閉容器中加入4mol A和2 mol B，發生如下反應：

            2A(g) + B(g)  C(g) + D(g)  △H = Q kJ·mol^－1

當反應達到平衡時，A的轉化率為50﹪。

（ⅰ）在一定條件下，反應可以自發向右進行，可知Q __________0  (填“﹤”、“﹥”或“﹦”)。

（ⅱ）維持溫度不變，若向該容器中加入的物質及量如下，使起始時v（正）＞v（逆）且達到平衡時C的百分含量為20﹪。下列符合要求的是                     

A．2 mol A、1 molB         B．1 mol He、3 mol A、1.5 mol B、0.5molC、0.5mol D

C．2 mol C、2 molD         D．2 molA、1mol B、1 mol C、1 mol D

 

Answer 1

（1）  CO₂(g) + 4H₂(g) = CH₄(g)+ 2H₂O(g)    △H = －165.6kJ/mol

（2）  N₂＋6e^－＋8H^＋＝2NH₄^＋

（3）  6

(4)   ＜     B

解析: