Question

【题目】CO2的大量排放不仅会造成温室效应还会引起海水中富含二氧化碳后酸度增加，可能会杀死一些海洋生物，甚至会溶解掉部分海床，从而造成灾难性的后果。所以二氧化碳的吸收和利用成为当前研究的重要课题。

（1）工业上以CO2与H2为原料合成甲醇，再以甲醇为原料来合成甲醚。

已知：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） △H1

2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g） △H2=-24.5 kJmol﹣1

2CO2（g）+6H2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g） △H3=-122.5 kJmol﹣1

甲醇的电子式为________________；△H1=________kJ·mol-1

（2）某科研小组探究用活性炭处理汽车尾气的可行性，在T1℃体积为2L的恒温密闭容器中进行了实验，并根据实验数据绘制了如下图像，其中X代表NO浓度变化，Y代表N2和CO2浓度变化：

①若15min，后升高到一定温度，达到新平衡后容器中N2、CO2、NO的浓度之比为1：1：3，到达到新平衡时CO2的反应速率与图中a点相比较，速率_____(填“增大”、“减小”或“不变”)，此时平衡常数K与T1℃相比_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。②T1℃时该反应的平衡常数为_________________。

③如上图所示，若15min后改变了一个条件，t时刻建立新的平衡，b点坐标(0.6，t)，c点坐标(0.3，t)。则改变的条件可能是_______(填序号)。

a．扩大容器体积 b．升高温度 c．使用合适催化剂 d．移走部分NO

（3）已知：H2CO3的电离常数Ka1=4.4×10-7，Ka2=5×10-11。25℃时若用1L 1mol· L-1的NaOH溶液吸收CO2，当溶液中c(CO32-)：c(H2CO3)=2200，此时该溶液的pH值为________________。

（4）以熔融K2CO3为电解质的甲醚燃料电池，具有能量转化率高，储电量大等特点，则该电池的负极电极反应式为______________________。

Answer 1

【答案】 －49 增大 减小 4 ad 10 CH3OCH3－12e－＋6CO32－=8CO2＋3H2O

【解析】(1)甲醇的结构简式为CH3OH，电子式为；已知：①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1，②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-24.5kJmol-1，③3CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.5kJmol-1，根据盖斯定律，③-②得3CO2(g)+6H2(g)2CH3OH(g)+2H2O(g)△H=-98kJmol-1，则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49kJmol-1，故答案为：；－49；

(2)①反应的方程式为2NO+C N2+CO2，

起始(mol/L) 2 0 0

反应(mol/L) 1.6 0.8 0.8

平衡(mol/L) 0.4 0.8 0.8

平衡时N2、CO2、NO的浓度之比为1：1：2，升高到一定温度，反应速率增大，达到新平衡后容器中N2、CO2、NO的浓度之比为1：1：3，则升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，平衡常数减小，故答案为：增大；减小；

②根据上述分析，T1℃时该反应的平衡常数==4，故答案为：4；

③根据图示，若15min后改变了一个条件，t时刻建立新的平衡，b点坐标(0.6，t)，c点坐标(0.3，t)。X、Y的浓度均减小，均变成原来的。a．扩大容器体积，平衡不移动，但浓度减小，正确；b．升高温度，平衡一定移动，浓度变化幅度不可能相等，错误；c．使用合适催化剂，反应速率加快，平衡不移动，浓度不变，错误；d．移走部分NO，平衡不移动，相当于扩大容器体积，浓度减小，正确；故选ad；

(3) ==××= Ka2×Ka1×=5×10-11×4.4×10-7×=2200，解得c(H+)=10-10 mol/L，pH=10，故答案为：10；

(4)以熔融K2CO3为电解质的甲醚燃料电池中甲醚在负极发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为CH3OCH3－12e－＋6CO32－=8CO2＋2O，故答案为：CH3OCH3－12e－＋6CO32－=8CO2＋3H2O。