Question

【題目】“反向燃燒”可將二氧化碳變?nèi)剂稀；卮鹣铝袉?wèn)題:

（1）CO2的電子式為________________.

（2）美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室成功利用表面成釘狀材料的納米碳及鈉米銅，通電時(shí)可將溫室氣體二氧化碳與水直接轉(zhuǎn)化為酒精。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。

（3）Zn/ZnO熱化學(xué)循環(huán)還原CO2制CO的原理如下圖：

①?gòu)难�環(huán)結(jié)果看，能量主要轉(zhuǎn)化方式是________________________________。

②反應(yīng) △H= _______________kJ·mol-1。

（4）利用CO2與H2可直接合成二甲醚： ，當(dāng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度及壓強(qiáng)變化如圖1所示，二甲醚的產(chǎn)率隨溫度及壓強(qiáng)變化如圖2所示。

圖1 圖2

①該反應(yīng)的△H________0（填“＞”或“＜”）。

②圖1中壓強(qiáng)（p）由大到小的順序?yàn)?/span>______________________________。

③圖2中溫度（T）由大到小的順序?yàn)?/span>______________________________。

④若在1L密閉容器中充入0.2mol CO2和0.6mol H2，平衡轉(zhuǎn)化率對(duì)應(yīng)圖1中A點(diǎn)，則在此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________________________（保留整數(shù)）。

Answer 1

【答案】 太陽(yáng)能→化學(xué)能 +564 ＜ 23

【解析】（1）CO2是共價(jià)化合物，碳原子有4個(gè)電子分別和氧原子形成兩對(duì)共用電子對(duì)，電子式為：。

（2）由已知“反向燃燒”可將二氧化碳變?nèi)剂希�反�?yīng)物為二氧化碳和水，納米碳及鈉米銅作催化劑，條件為通電，生成物為乙醇和氧氣，化學(xué)方程式為：2CO2+3H2OC2H5OH+3O2。

（3）①根據(jù)蓋斯定律，如圖中的兩個(gè)反應(yīng)相加得：CO2(g)=CO(g)+ O2(g) △H=+282kJ·mol-1，所以該反應(yīng)為吸收能量的反應(yīng)，故從循環(huán)結(jié)果看，能量主要轉(zhuǎn)化方式是：太陽(yáng)能→化學(xué)能。②由①中反應(yīng)可得：2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=+564kJ·mol-1。

（4）①由圖1可得，任一壓強(qiáng)下，溫度越高，CO2轉(zhuǎn)化率越小，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0。②由化學(xué)方程式可得，正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，CO2 轉(zhuǎn)化率越大，則P1>P2>P3。③該反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，所以溫度越高，二甲醚的產(chǎn)率越低，由圖2可得，相同壓強(qiáng)下T1溫度時(shí)二甲醚的產(chǎn)率最高，T3溫度時(shí)二甲醚的產(chǎn)率最低，故有T3＞T2＞T1。④如圖1在A點(diǎn)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，由已知列“三段式”得：

所以K=＝≈23（保留整數(shù)）。