Question

【題目】CO2的大量排放不僅會(huì)造成溫室效應(yīng)還會(huì)引起海水中富含二氧化碳后酸度增加，可能會(huì)殺死一些海洋生物，甚至?xí)�溶解掉部分海床，從而造成�?zāi)難性的后果。所以二氧化碳的吸收和利用成為當(dāng)前研究的重要課題。

（1）工業(yè)上以CO2與H2為原料合成甲醇，再以甲醇為原料來(lái)合成甲醚。

已知：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） △H1

2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g） △H2=-24.5 kJmol﹣1

2CO2（g）+6H2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g） △H3=-122.5 kJmol﹣1

甲醇的電子式為________________；△H1=________kJ·mol-1

（2）某科研小組探究用活性炭處理汽車尾氣的可行性，在T1℃體積為2L的恒溫密閉容器中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如下圖像，其中X代表NO濃度變化，Y代表N2和CO2濃度變化：

①若15min，后升高到一定溫度，達(dá)到新平衡后容器中N2、CO2、NO的濃度之比為1：1：3，到達(dá)到新平衡時(shí)CO2的反應(yīng)速率與圖中a點(diǎn)相比較，速率_____(填“增大”、“減小”或“不變”)，此時(shí)平衡常數(shù)K與T1℃相比_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。②T1℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_________________。

③如上圖所示，若15min后改變了一個(gè)條件，t時(shí)刻建立新的平衡，b點(diǎn)坐標(biāo)(0.6，t)，c點(diǎn)坐標(biāo)(0.3，t)。則改變的條件可能是_______(填序號(hào))。

a．?dāng)U大容器體積 b．升高溫度 c．使用合適催化劑 d．移走部分NO

（3）已知：H2CO3的電離常數(shù)Ka1=4.4×10-7，Ka2=5×10-11。25℃時(shí)若用1L 1mol· L-1的NaOH溶液吸收CO2，當(dāng)溶液中c(CO32-)：c(H2CO3)=2200，此時(shí)該溶液的pH值為________________。

（4）以熔融K2CO3為電解質(zhì)的甲醚燃料電池，具有能量轉(zhuǎn)化率高，儲(chǔ)電量大等特點(diǎn)，則該電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為______________________。

Answer 1

【答案】 －49 增大 減小 4 ad 10 CH3OCH3－12e－＋6CO32－=8CO2＋3H2O

【解析】(1)甲醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3OH，電子式為；已知：①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1，②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-24.5kJmol-1，③3CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.5kJmol-1，根據(jù)蓋斯定律，③-②得3CO2(g)+6H2(g)2CH3OH(g)+2H2O(g)△H=-98kJmol-1，則CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49kJmol-1，故答案為：；－49；

(2)①反應(yīng)的方程式為2NO+C N2+CO2，

起始(mol/L) 2 0 0

反應(yīng)(mol/L) 1.6 0.8 0.8

平衡(mol/L) 0.4 0.8 0.8

平衡時(shí)N2、CO2、NO的濃度之比為1：1：2，升高到一定溫度，反應(yīng)速率增大，達(dá)到新平衡后容器中N2、CO2、NO的濃度之比為1：1：3，則升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)減小，故答案為：增大；減小；

②根據(jù)上述分析，T1℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)==4，故答案為：4；

③根據(jù)圖示，若15min后改變了一個(gè)條件，t時(shí)刻建立新的平衡，b點(diǎn)坐標(biāo)(0.6，t)，c點(diǎn)坐標(biāo)(0.3，t)。X、Y的濃度均減小，均變成原來(lái)的。a．?dāng)U大容器體積，平衡不移動(dòng)，但濃度減小，正確；b．升高溫度，平衡一定移動(dòng)，濃度變化幅度不可能相等，錯(cuò)誤；c．使用合適催化劑，反應(yīng)速率加快，平衡不移動(dòng)，濃度不變，錯(cuò)誤；d．移走部分NO，平衡不移動(dòng)，相當(dāng)于擴(kuò)大容器體積，濃度減小，正確；故選ad；

(3) ==××= Ka2×Ka1×=5×10-11×4.4×10-7×=2200，解得c(H+)=10-10 mol/L，pH=10，故答案為：10；

(4)以熔融K2CO3為電解質(zhì)的甲醚燃料電池中甲醚在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，電極反應(yīng)式為CH3OCH3－12e－＋6CO32－=8CO2＋2O，故答案為：CH3OCH3－12e－＋6CO32－=8CO2＋3H2O。