Question

【题目】CO2的资源化利用能有效减少CO2的排放，充分利用碳资源。

（1）全球变暖现象很可能是大气中的温室气体（如CO2）聚集造成的。有科学家提出可以将CO2通过管道输送到海底，这样可减缓空气中CO2浓度的增加。下列有关说法正确的是__（填字母）。

A．送到海底越深的地方，CO2溶解得越多，同时CO2可能液化甚至变成干冰

B．把CO2输送到海底，会使海水酸性增强，有利于海洋生态环境

C．把CO2输送到海底，这是人类减缓空气中CO2浓度增加速率的唯一办法

D．要减缓空气中CO2浓度的增加，最有效的措施是使用新能源和植树造林

（2）已知：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ·mol-1

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1

则反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ΔH=__kJ·mol-1。

（3）CO2催化加氢合成二甲醚是CO2转化的一种方法，主要发生下列反应：

反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ·mol-1

反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-122.5kJ·mol-1

在一体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2与1molH2，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化曲线如图所示。其中：CH3OCH3的选择性=×100%。

①CH3OCH3的选择性随温度的升高而降低的原因是___。

②270℃时，测得平衡时CH3OCH3的物质的量为0.1mol，此时反应Ⅰ的化学平衡常数K=__（保留2位有效数字）。

（4）多晶Cu是目前唯一被实验证实能高效催化CO2还原为烃类（如C2H4）的金属。电解装置中分别以多晶Cu和铂为电极材料，用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室，阴、阳极室的KHCO3溶液的浓度（约0.1mol·L-1左右）基本保持不变。并向某极室内持续通入CO2，温度控制在10℃左右。通入CO2的电极为___（填“阴极”或“阳极”），生成C2H4的电极反应式为__。

Answer 1

【答案】AD -254 反应I的△H>O，反应Ⅱ的△H<0，温度升高，反应I正向进行，反应Ⅱ逆向进行，CH3OCH3的选择性降低 0.83 阴 14CO2＋12e－＋8H2O=C2H4＋12HCO3－

【解析】

（1）从影响环境的角度考虑；

（2）根据盖斯定律进行分析；

（3）利用化学平衡常数的表达式进行分析；

（4）利用电解原理、电极反应式的书写；

（1）A、气体溶解度随压强的增大而增大，压强增大CO2可能液化，故A说法正确；

B、CO2能与水反应生成H2CO3，使海水酸性增强，破坏海洋生态环境，故B说法错误；

C、减缓空气中CO2浓度有多种方法，如合成聚二氧化碳塑料等，故C说法错误；

D、使用新能源减少CO2排放，植树造林可降低CO2浓度，故D说法正确；

答案为AD；

（2）利用盖斯定律，根据目标反应方程式，有②×2－①，△H=(－572×2kJ·mol－1)－(－890kJ·mol－1)=－254kJ·mol－1；

答案为－254kJ·mol－1；

（3）①反应I△H>0，属于放热反应，升高温度，平衡正向移动，反应Ⅱ的△H<0，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向进行，CH3OCH3的选择性降低；

答案为反应I的△H>O，反应Ⅱ的△H<0，温度升高，反应I正向进行，反应Ⅱ逆向进行，CH3OCH3的选择性降低；

②根据图像，在270℃时，CH3OCH3的选择性为50%，测的平衡时CH3OCH3的物质的量为0.1mol，依据CH3OCH3的选择性公式计算出反应中消耗CO2的物质的量为0.4mol，则剩余CO2的物质的量为(1－0.4)mol=0.6mol，因此有

达到平衡后n(H2O)=0.5mol，n(H2)=(1－0.8)mol=0.2mol，n(CO)=0.2mol，根据化学平衡常数的表达式，K=，代数数值K≈0.83；

答案为0.83；

（4）根据题意CO2→C2H4，C的化合价由＋4价→－2价，化合价降低，根据电解原理，通入CO2的电极为阴极，其电极反应式为14CO2＋12e－＋8H2O=C2H4＋12HCO3－；

答案为阴极；14CO2＋12e－＋8H2O=C2H4＋12HCO3－。