(14分)研究CO
2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)已知石墨的标准燃烧热为y kJ·mol
-1,1.2g石墨在1.68L(标准状况)氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出x kJ热量。则石墨与氧气反应生成CO的热化学方程式为
,
(2)高温时,用CO还原MgSO
4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO
2和SO
3,此时反应的化学方程式是
。
②由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图1,该电池反应的离子方程式为
。
图1 图2 图3
(3)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO
2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO
2(g) +3H
2(g)

CH
3OH(g) +H
2O(g) △
H①该反应的平衡常数表达式为K=
。
②取五份等体积CO
2和H
2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH
3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述CO
2转化为甲醇反应的ΔH
(填“>” “<”或“=”)0。
③在两种不同条件下发生反应,测得CH
3OH的物质的量随时间变化如图3所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K
Ⅰ K
Ⅱ(填“>” “<”或“=”)。
④一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。
容 器
| 甲
| 乙
|
反应物 投入量
| 1molCO2 3molH2
| a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
|
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为
。