Question

6．二氧化碳的再利用是實現(xiàn)溫室氣體減排的重要途徑之一．
（1）二氧化碳的電子式為．
（2）下列利用二氧化碳所參與的反應(yīng)中原子利用率達100%的是bd（填序號）．
a．CO₂+2NH₃→_△^催化劑CO（NH₂）₂+H₂O　　　　　　
b．CO₂+CH₄→_△^催化劑CH₃COOH
c．CO₂+3H₂→_△^催化劑CH₃OH+H₂O
d．+nCO₂$\stackrel{催化劑}{→}$
（3）在稀H₂SO₄中利用電催化可將CO₂同時轉(zhuǎn)化為多種燃料，其原理如圖所示．

①該裝置能量轉(zhuǎn)化的方式為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能．
②一段時間后，Cu極區(qū)溶液質(zhì)量增加（填“增加”“減少”或“不變”）．
③銅極上產(chǎn)生乙烯的電極反應(yīng)式為2CO₂+12H⁺+12e^-=C₂H₄+4H₂O．
④若陰極只生成0.17mol CO和0.33mol HCOOH，則電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol．

Answer 1

分析 （1）二氧化碳為共價化合物，其分子中存在兩個碳氧雙鍵，碳原子和氧原子最外層達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；
（2）化學(xué)反應(yīng)中，原子的利用率達到100%，應(yīng)是反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物，沒有其它物質(zhì)生成，以此解答該題；
（3）①裝置中有電源，是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；
②銅電極為電解池陰極，溶液中銅電極區(qū)域是二氧化碳得到電子生成甲烷、乙烯、甲酸、一氧化碳等；
③二氧化碳得到電子生成乙烯，結(jié)合電荷守恒、電子守恒、原子守恒配平書寫電極反應(yīng)；
④若陰極只生成0.17mol CO和0.33mol HCOOH，結(jié)合電極反應(yīng)計算電子轉(zhuǎn)移總數(shù)．

解答 解：（1）二氧化碳分子中存在兩個碳碳雙鍵，氧原子和碳原子最外層都為8個電子，二氧化碳正確的電子式為，
故答案為：；
（2）a．有副產(chǎn)品水生成，原子利用率沒有達到100%，故a錯誤；
b．反應(yīng)為化合反應(yīng)，反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化為生成物，沒有其它物質(zhì)生成，則原子利用率達100%，故b正確；
c．有副產(chǎn)物水生成，原子利用率沒有達到100%，故C錯誤；
d．該反應(yīng)為聚合反應(yīng)，原子利用率達到100%，故d正確；
故答案為：bd；
（3）①裝置圖中分析可知為電解池，該裝置能量轉(zhuǎn)化的方式為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，
故答案為：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；
②銅電極為電解池陰極，溶液中銅電極區(qū)域是二氧化碳得到電子生成甲烷、乙烯、甲酸、一氧化碳等，電極附近的溶液質(zhì)量增加，
故答案為：增加；
③二氧化碳得到電子生成乙烯，結(jié)合電荷守恒、電子守恒、原子守恒配平書寫電極反應(yīng)為：2CO₂+12H⁺+12e^-=C₂H₄+4H₂O，
故答案為：2CO₂+12H⁺+12e^-=C₂H₄+4H₂O；
④若陰極只生成0.17mol CO和0.33mol HCOOH，
電極反應(yīng)為：CO₂+2e^-+2H⁺=CO+H₂O，
                             2            1
                  0.34mol             0.17mol
CO₂+2e^-+2H⁺=HCOOH
        2                1
        0.66mol      0.66mol
電子轉(zhuǎn)移總數(shù)=0.34mol+0.66mol=1mol，
故答案為：1．

點評 本題考查了反應(yīng)過程中能量變化、原子利用率、電解池原理、電極反應(yīng)書寫和計算，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．