Question

碳元素及其化合物与人类的生活、生产息息相关，请回答下列问题：

（1）绿色植物的光合作用吸收CO₂释放O₂的过程可以描述为以下两步：

2CO₂(g)+2H₂O(l)+2C₅H₁₀O₄(s) = 4(C₃H₆O₃)⁺(s)+O₂(g)+4e^-   △H=+1360 kJ·mol^-1

12(C₃H₆O₃)⁺(s)+12e^- = C₆H₁₂O₆(s，葡萄糖)+6C₅H₁₀O₄(s)+3O₂(g) △H=-1200 kJ·mol^-1

则绿色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式为：_________。

（2）工业炼铁时有如下副反应：Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g)  △H>0，该反应能正向自发进行的原因是_________________。某温度时，把Fe和CO₂放入体积固定的容器中，CO₂ 的起始浓度为2.0 mol•L^-1，达到平衡后，CO的浓度为1.0 mol•L^-1，则该温度下，该反应的平衡常数K=___________。如果平衡后，再通入一定量的CO，则CO₂的物质的量分数将________________。（填编号）

A.增大            B.减少         C.不变

（3）己知反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)  △H>0的逆反应速率随时间变化的关系如下图，t_i—升温，t₂—达到平衡，请在图上画出t_i—t₃时的v(逆)的变化曲线。_______

（4）用间接化学法除去CO的过程如下图所示：己知电解池的阴极室中溶液的pH在4—6之间，写出阴极的电极反应式 ____________________________。

Answer

6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12〇6(s，葡萄糖)+6O2(g) △H=+2880kJ•mol-1 ΔS>0，高温条件可自发进行 1.0 C 2HSO3-+2e_+2H+=S2O42-+2H2O

【解析】试题分析：(1)根据盖斯定律计算二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧气的焓变；

(2)影响反应方向的因素有焓变和熵变；利用“三段式”计算Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)反应的平衡常数；再通入一定量的CO，平衡常数不变，CO、CO2的比例不变；(3)升温正逆反应速率均突然增大，平衡正向移动，所以ti—t2之间逆反应速率逐渐增大，t2达到平衡，ti—t2之间速率保持不变。（4）根据图示阴极2HSO3-得电子生成S2O42-。

解析：(1)

① 2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s) = 4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e-   △H=+1360 kJ·mol-1

② 12(C3H6O3)+(s)+12e- = C6H12O6(s，葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) △H=-1200 kJ·mol-1

根据盖斯定律，①×3+②得二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12〇6(s，葡萄糖)+6O2(g) △H=+2880kJ•mol-1；

(2)影响反应方向的因素有焓变和熵变，该反应吸热，根据焓变反应不能自发进行，所以该反应能正向自发进行的原因是ΔS>0，高温条件可自发进行；

Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)

开始 2.0 0

转化 1.0 1.0

平衡 1.0 1.0

反应的平衡常数；再通入一定量的CO，平衡常数不变，CO、CO2的比例不变,所以则CO2的物质的量分数将不变；(3)升温正逆反应速率均突然增大，平衡正向移动，所以ti—t2之间逆反应速率逐渐增大，t2达到平衡，ti—t2之间速率保持不变图像为。

（4）根据图示阴极2HSO3-得电子生成S2O42-，电极反应为2HSO3-+2e_+2H+=S2O42-+2H2O。

点睛：升温正逆反应速率均突然增大，若反应正向移动，则正反应速率大于逆反应速率，若反应逆向移动，则正反应速率小于逆反应速率。