Question

减少二氧化碳的排放以及资源化利用具有重要意义。

（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO₂，相关热化学方程式如下：6FeO(s)+CO₂(g)=2Fe₃O₄(s)+C(s) △H=－76.0 kJ·mol^一1，

C(s) +2H₂O(g) = CO₂(g) + 2H₂(g) △H=+113.4 kJ·mol^一1；

则反应：3FeO(s)+ H₂O(g)= Fe₃O₄(s)+ H₂(g)的△H=__________。

（2）目前 (NH₄)₂CO₃已经被用作工业捕碳剂，为研究温度对(NH₄)₂CO₃捕获CO₂效率的影响，在T₁温度下，将一定量的(NH₄)₂CO₃溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO₂气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO₂气体的浓度。然后分别在温度为T₂、T₃、T₄、T₅下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO₂气体浓度，得到趋势图(见图2)。则：

①该反应的ΔH       0(填“＞”、“＝”或“＜”)。

②在T₁～T₂及T₄～T₅两个温度区间，容器内CO₂气体浓度呈现如图2所示的变化趋势，其原因是                       。

③该反应在温度为T₁时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图1所示。当时间到达t₁时，将该反应体系温度迅速上升到T₂，并维持该温度。请在该图中画出t₁时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。

（3）利用该反应捕获CO₂，在(NH₄)₂CO₃初始浓度和体积确定的情况下，提高CO₂吸收量的措施有                                 （写出两条）。

Answer

（1）+18.7 kJ·mol一1；（2）①＜；②T1～T2区间，化学反应未达到平衡，温度越高，化学反应速率越快，所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。T4～T5区间，化学反应已达到平衡，由于正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，所以不利于CO2捕获；

③如图

（3）降低温度，增加CO2浓度(或分压)。

【解析】

试题分析：（1）6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ①，C(s) +2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g) ②，(①＋②)/2得出：3FeO(s)＋H2O(g)=Fe3O4(s)＋H2(g) △H=(－76＋113.4)/2kJ·mol－1=＋18.7kJ·mol－1；（2）①在图2中CO2浓度存在一最低点，则在T1～T2区间，反应未达到化学平衡，温度升高，反应速率加快，CO2被捕捉的量增加，剩余CO2的浓度减小，T4～T5区间，反应已达到化学平衡，升高温度，剩余CO2的浓度增大，即升高温度，反应平衡向左移动，因此正反应为放热反应，即△H<0；②根据①的分析：T1～T2区间，化学反应未达到平衡，温度越高，化学反应速率越快，所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。T4～T5区间，化学反应已达到平衡，由于正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，所以不利于CO2捕获；③反应在温度t1时达到平衡，迅速升高温度到t2，这一瞬间溶液的pH不变，升高温度，平衡向左移动，溶液中NH4HCO3浓度减小，(NH4)2CO3浓度增大，则溶液碱性增强，pH增大，一段时间后达到新的化学平衡，溶液的pH不再发生变化，；（3）(NH4)2CO3＋CO2＋H2O2NH4HCO3，这个反应属于放热反应，提高CO2的吸收量，平衡向正反应方向进行，因此可以降低温度，增大CO2的浓度，增大反应物的浓度，使平衡右移，也可以增大压强，有利于平衡向正反应方向进行。

考点：考查反应热的计算、勒夏特列原理、盐类水解等知识。