Question

（18分）為減小CO2對(duì)環(huán)境的影響，在限制其排放量的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)CO2創(chuàng)新利用研究。

（1）如將CO2與H2以1:3的體積比混合。

①適當(dāng)條件下合成某烴和水，該烴是___ _（填序號(hào)）。

A．烷烴 B．烯烴 C．炔烴 D．苯的同系物

②適當(dāng)條件下合成燃料甲醇和水。在體積為2L的密閉容器中，充入2 mol CO2和6 mol H2，

一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H=－49.0 kJ/mol

測得CO2（g）和CH3OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

的轉(zhuǎn)化率= ；能使平衡體系中n（CH3OH）增大的措施有 。

（2）如將CO2與H2以1:4的體積比混合，在適當(dāng)?shù)臈l件下可制得CH4。

己知：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O( l ) △H=－890.3kJ/mol

②2H2(g)+O2(g)=2H2O（l） △H=－571.6kJ/mol

則CO2(g)與H2(g)反應(yīng)生成CH4(g)與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式是 。

（3）最近科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕�燃料甲醇。甲醇可制作燃料電池。寫出以氫氧化鉀為電解質(zhì)的甲醇燃料電池負(fù)極反應(yīng)式 。當(dāng)電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為________時(shí)，參加反應(yīng)的氧氣的體積是6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。

（4）某同學(xué)用沉淀法測定含有較高濃度CO2的空氣中CO2的含量，經(jīng)查得一些物質(zhì)在20℃的數(shù)據(jù)如下表。

溶解度（s）/g	溶度積（Ksp）
Ca(OH)2	Ba(OH)2	CaCO3	BaCO3
0.16	3.89	2.9×10-9	2.6×10-9

吸收CO2最合適的試劑是__ __（填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”）溶液。

Answer 1

（1）① B；② 平衡常數(shù)表達(dá)式K=；v(H2)＝0.225 mol/(L·min)； 75%；降低溫度或加壓或增大H2的量等；

（2）CO2(g) + 4H2(g) ==CH4(g)+ 2H2O(l) ΔH＝-253.9kJ/mol

（3）CH3OH-6e-+8OH-= CO32-＋6H2O； 1.2mol ；（4）Ba(OH)2 。

【解析】

試題分析：（1）如將CO2與H2以1:3的體積比混合。①適當(dāng)條件下合成某烴和水，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得：2CO2+6H2=C2H4+4H2O所以該烴是烯烴，選項(xiàng)是B；②反應(yīng)CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)的平衡表達(dá)式是K=。v(H2) ：V(CO2)=3:1, V(CO2)=0.75mol/L÷10min=0.075mol/(L·min)，所以v(H2) =3 V(CO2)= 3×0.075mol/(L·min)= 0.225 mol/(L·min)；從反應(yīng)開始至平衡，CO2改變濃度是0.75mol/L，則H2改變濃度是2.25mol/L，所以氫氣的轉(zhuǎn)化率=(2.25mol/L÷3mol/L)×100%=75%；若使平衡體系中n（CH3OH）增大，則應(yīng)該使平衡正向移動(dòng)。根據(jù)平衡移動(dòng)原理，可知采取的措施有降低溫度或加壓或增大H2的量等；（2）②×2—①，整理可得：CO2(g) + 4H2(g) ==CH4(g)+ 2H2O(l) ΔH＝-253.9kJ/mol；（3）以氫氧化鉀為電解質(zhì)的甲醇燃料電池中，通入甲醇的電極是負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式是CH3OH-6e-+8OH-= CO32-＋6H2O； n(O2)= 6.72L÷22.4L/mol=0.3mol。由于在氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等。所以n(e-)=0.3mol×4=1.2mol。（4）由于CaCO3 、BaCO3的溶度積常數(shù)相差不大，而物質(zhì)的溶解度：Ca(OH)2的溶解度小于Ba(OH)2,所以吸收CO2最合適的試劑是Ba(OH)2溶液。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)的火車產(chǎn)物、化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式、化學(xué)反應(yīng)速率和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、熱化學(xué)方程式的書寫、燃料電池的反應(yīng)原理、電子轉(zhuǎn)移及氣體吸收試劑的選擇的知識(shí)。