Question

13．二甲醚（CH₃OCH₃）是一種新型能源，利用二氧化碳合成新能源已成為環(huán)�；瘜W家研究的熱門課題．
（1）幾種共價鍵的鍵能如表所示：

化學鍵	C═O	H-H	C-H	C-O	H-O
鍵能/kJ•mol-1	803	436	414	326	464

2CO₂（g）+6H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H=-92KJ•mol^-1．
（2）“人工光合作用”技術備受矚目，該技術模擬事物的光合作用，利用太陽光將H₂O和CO₂直接合成燃料和化工原料．科研人員模擬光合作用，設計如圖甲所示裝置制備二甲醚．能量轉化形式為太陽能→電能→化學能、

①催化劑b的電極名稱是陽極．
②若釋放11.2L氧氣（標準狀況下），有2mol H⁺由b移向a（填質子的遷移方向）．催化劑a上的電極反應式為2CO₂+12H⁺+12e^-=CH₃OCH₃+3H₂O．
（3）華盛頓大學的研究人員研究出一種方法，可實現(xiàn)水泥生產時CO₂的零排放，其基本原理如圖乙所示：
①生產過程中能量的轉化形式是太陽能和電能轉化為化學能．
②電解反應在溫度小于900℃時進行，鹽酸鈣分解為CaO和CO₂，電解質為熔融碳酸鈉，則陽極的電極反應式為2CO₃^2--4e^-=2CO₂↑+O₂↑，陰極的電極反應式為3CO₂+4e^-=C+2CO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能；
（2）①催化劑b水中的氧由-2價變0價，發(fā)生氧化反應；
②電極反應式為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，若釋放11.2L氧氣的物質的量為0.5mol，所以有0.5mol的H⁺，由b移向a，a是電解池的陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為：2CO₂+12H⁺+12e^-=CH₃OCH₃+3H₂O；
（3）①生產過程中能量的轉化形式是太陽能和電能轉化為化學能；
②陽極是碳酸根離子發(fā)生氧化反應，其電極反應式為2CO₃^2--4e^-=2CO₂↑+O₂↑；陰極發(fā)生還原反應，其電極反應式為3CO₂+4e^-=C+2CO₃^2-．

解答 解：（1）2CO₂（g）+6H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H=4×803+6×436-6×414-2×326-6×464=-92KJ•mol^-1，故答案為：-92KJ•mol^-1；
（2）①催化劑b水中的氧由-2價變0價，發(fā)生氧化反應，是電解池的陽極，故答案為：陽極；
②電極反應式為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，若釋放11.2L氧氣的物質的量為0.5mol，所以有0.5mol×4=2mol的H⁺，由b移向a，a是電解池的陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為：2CO₂+12H⁺+12e^-=CH₃OCH₃+3H₂O，故答案為：2；由b移向a；2CO₂+12H⁺+12e^-=CH₃OCH₃+3H₂O；
（3）①生產過程中能量的轉化形式是太陽能和電能轉化為化學能，故答案為：太陽能和電能轉化為化學能；
②陽極是碳酸根離子發(fā)生氧化反應，其電極反應式為2CO₃^2--4e^-=2CO₂↑+O₂↑；陰極發(fā)生還原反應，其電極反應式為3CO₂+4e^-=C+2CO₃^2-，故答案為：2CO₃^2--4e^-=2CO₂↑+O₂↑；3CO₂+4e^-=C+2CO₃^2-．

點評 本題考查反應熱的計算和電化學的相關知識，電池原理以及電極方程式的書寫方法，反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能，題目難度不大．