Question

（18分）为减小CO₂对环境的影响，在限制其排放量的同时，应加强对CO₂创新利用研究。

（1）如将CO₂与H₂以1:3的体积比混合。

①适当条件下合成某烃和水，该烃是___             _（填序号）。

A．烷烃       B．烯烃       C．炔烃        D．苯的同系物

②适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中，充入2 mol CO₂和6 mol H₂，

一定条件下发生反应：CO₂(g) + 3H₂(g) = CH₃OH(g) + H₂O(g)    △H=－49.0 kJ/mol

测得CO₂（g）和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

的转化率=              ；能使平衡体系中n（CH₃OH）增大的措施有           。

（2）如将CO₂与H₂以1:4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH₄。

己知：①CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O( l )     △H=－890.3kJ/mol

②2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O（l）            △H=－571.6kJ/mol

则CO₂(g)与H₂(g)反应生成CH₄(g)与液态水的热化学方程式是                 。

（3）最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO₂转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池。写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式                      。当电子转移的物质的量为________时，参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）。

（4）某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO₂的空气中CO₂的含量，经查得一些物质在20℃的数据如下表。

溶解度（s）/g	溶度积（Ksp）
Ca(OH)2	Ba(OH)2	CaCO3	BaCO3
0.16	3.89	2.9×10^-9	2.6×10^-9

吸收CO₂最合适的试剂是__           __（填“Ca(OH)₂”或“Ba(OH)₂”）溶液。

Answer

（1）① B；② 平衡常数表达式K=；v(H2)＝0.225 mol/(L·min)； 75%；降低温度或加压或增大H2的量等；

（2）CO2(g) + 4H2(g) ==CH4(g)+ 2H2O(l) ΔH＝-253.9kJ/mol

（3）CH3OH-6e-+8OH-= CO32-＋6H2O； 1.2mol ；（4）Ba(OH)2 。

【解析】

试题分析：（1）如将CO2与H2以1:3的体积比混合。①适当条件下合成某烃和水，根据质量守恒定律可得：2CO2+6H2=C2H4+4H2O所以该烃是烯烃，选项是B；②反应CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)的平衡表达式是K=。v(H2) ：V(CO2)=3:1, V(CO2)=0.75mol/L÷10min=0.075mol/(L·min)，所以v(H2) =3 V(CO2)= 3×0.075mol/(L·min)= 0.225 mol/(L·min)；从反应开始至平衡，CO2改变浓度是0.75mol/L，则H2改变浓度是2.25mol/L，所以氢气的转化率=(2.25mol/L÷3mol/L)×100%=75%；若使平衡体系中n（CH3OH）增大，则应该使平衡正向移动。根据平衡移动原理，可知采取的措施有降低温度或加压或增大H2的量等；（2）②×2—①，整理可得：CO2(g) + 4H2(g) ==CH4(g)+ 2H2O(l) ΔH＝-253.9kJ/mol；（3）以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池中，通入甲醇的电极是负极，负极反应式是CH3OH-6e-+8OH-= CO32-＋6H2O； n(O2)= 6.72L÷22.4L/mol=0.3mol。由于在氧化还原反应中电子转移数目相等。所以n(e-)=0.3mol×4=1.2mol。（4）由于CaCO3 、BaCO3的溶度积常数相差不大，而物质的溶解度：Ca(OH)2的溶解度小于Ba(OH)2,所以吸收CO2最合适的试剂是Ba(OH)2溶液。

考点：考查物质的火车产物、化学平衡常数的表达式、化学反应速率和物质的转化率的计算、热化学方程式的书写、燃料电池的反应原理、电子转移及气体吸收试剂的选择的知识。