Question

【題目】CO2的大量排放不僅會造成溫室效應還會引起海水中富含二氧化碳后酸度增加，可能會殺死一些海洋生物，甚至會溶解掉部分海床，從而造成災難性的后果。所以二氧化碳的吸收和利用成為當前研究的重要課題。

（1）工業上以CO2與H2為原料合成甲醇，再以甲醇為原料來合成甲醚。

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

甲醇的電子式為________________；△H1=________kJ·mol-1

（2）某科研小組探究用活性炭處理汽車尾氣的可行性，在T1℃體積為2L的恒溫密閉容器中進行了實驗，并根據實驗數據繪制了如下圖像，其中X代表NO濃度變化，Y代表N2和CO2濃度變化：

①若15min，后升高到一定溫度，達到新平衡后容器中N2、CO2、NO的濃度之比為1：1：3，到達到新平衡時CO2的反應速率與圖中a點相比較，速率_____(填“增大”、“減小”或“不變”)，此時平衡常數K與T1℃相比_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。②T1℃時該反應的平衡常數為_________________。

③如上圖所示，若15min后改變了一個條件，t時刻建立新的平衡，b點坐標(0.6，t)，c點坐標(0.3，t)。則改變的條件可能是_______(填序號)。

a．擴大容器體積 b．升高溫度 c．使用合適催化劑 d．移走部分NO

（3）已知：H2CO3的電離常數Ka1=4.4×10-7，Ka2=5×10-11。25℃時若用1L 1mol· L-1的NaOH溶液吸收CO2，當溶液中c(CO32-)：c(H2CO3)=2200，此時該溶液的pH值為________________。

（4）以熔融K2CO3為電解質的甲醚燃料電池，具有能量轉化率高，儲電量大等特點，則該電池的負極電極反應式為______________________。

Answer 1

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

【解析】(1)甲醇的結構簡式為CH3OH，電子式為；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，根據蓋斯定律，③-②得3CO2(g)+6H2(g)2CH3OH(g)+2H2O(g)△H=-98kJmol-1，則CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49kJmol-1，故答案為：；－49；

(2)①反應的方程式為2NO+C N2+CO2，

起始(mol/L) 2 0 0

反應(mol/L) 1.6 0.8 0.8

平衡(mol/L) 0.4 0.8 0.8

平衡時N2、CO2、NO的濃度之比為1：1：2，升高到一定溫度，反應速率增大，達到新平衡后容器中N2、CO2、NO的濃度之比為1：1：3，則升高溫度，平衡逆向移動，正反應為放熱反應，平衡常數減小，故答案為：增大；減小；

②根據上述分析，T1℃時該反應的平衡常數==4，故答案為：4；

③根據圖示，若15min后改變了一個條件，t時刻建立新的平衡，b點坐標(0.6，t)，c點坐標(0.3，t)。X、Y的濃度均減小，均變成原來的。a．擴大容器體積，平衡不移動，但濃度減小，正確；b．升高溫度，平衡一定移動，濃度變化幅度不可能相等，錯誤；c．使用合適催化劑，反應速率加快，平衡不移動，濃度不變，錯誤；d．移走部分NO，平衡不移動，相當于擴大容器體積，濃度減小，正確；故選ad；

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

(4)以熔融K2CO3為電解質的甲醚燃料電池中甲醚在負極發生氧化反應生成二氧化碳，電極反應式為CH3OCH3－12e－＋6CO32－=8CO2＋2O，故答案為：CH3OCH3－12e－＋6CO32－=8CO2＋3H2O。