Question

【题目】CO2的利用是国际社会普遍关注的问题。

（1）CO2的电子式是______。

（2）CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇，但若反应温度过高，乙二醇会深度加氢生成乙醇。

获取乙二醇的反应历程可分为如下2步：

Ⅰ．

Ⅱ．EC加氢生成乙二醇与甲醇

① 步骤Ⅱ的热化学方程式是______。

② 研究反应温度对EC加氢的影响（反应时间均为4小时），实验数据见下表：

反应温度/ ℃	EC转化率/ %	产率/ %
		乙二醇	甲醇
160	23.8	23.2	12.9
180	62.1	60.9	31.5
200	99.9	94.7	62.3
220	99.9	92.4	46.1

由上表可知，温度越高，EC的转化率越高，原因是______。温度升高到220 ℃时，乙二醇的产率反而降低，原因是______。

（3）用稀硫酸作电解质溶液，电解CO2可制取甲醇，装置如下图所示，电极a接电源的______极（填“正”或“负”），生成甲醇的电极反应式是______。

（4）CO2较稳定、能量低。为实现CO2的化学利用，下列研究方向合理的是______（填序号）。

a．选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物

b．利用电能、光能或热能活化CO2分子

c．选择高效的催化剂

Answer 1

【答案】 温度越高，反应速率越快 反应温度过高，乙二醇会深度加氢生成乙醇，乙二醇的产率降低 负 CO2 + 6H+ + 6e == CH3OH + H2O abc

【解析】（1）①CO2为共价化合物，碳氧之间形成2条共价键，CO2的电子式是；正确答案：。

（2）根据盖斯定律可知：反应Ⅱ-反应Ⅰ，可得步骤Ⅱ的热化学方程式是；正确答案：。

②由上表可知，温度越高，反应速率越快；EC的转化率越高；当温度升高到220 ℃时，乙二醇会深度加氢生成乙醇，乙二醇的产率降低；正确答案：温度越高，反应速率越快；反应温度过高，乙二醇会深度加氢生成乙醇，乙二醇的产率降低。

（3）CO2中碳+4价，甲醇中碳为-2价，电解CO2可制取甲醇，发生还原反应，所以电极a接电源的负极，生成甲醇的电极反应式是CO2 + 6H+ + 6e == CH3OH + H2O； 正确答案：负；CO2 + 6H+ + 6e == CH3OH + H2O。

（4）CO2较稳定、能量低，为实现CO2的化学利用，选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物，有利于反应的发生，a正确；利用电能、光能或热能活化CO2分子，增加二氧化碳活化分子百分数，加快反应速率，b正确；选择高效的催化剂，加快反应速率，提高效率，c正确；正确选项abc。