Question

随着能源与环境问题越来越被人们关注，碳一化学（Ｃ1化学）成为研究的热点。“碳一化学”即以单质碳及ＣＯ、、、等含一个碳原子的物质为原料合成工业产品的化学与工艺。

（1）将转化成有机物可有效实现碳循环。转化成有机物的例子很多，如：

a．  

b．

c． 

d．

在以上属于人工转化的反应中，原子利用率最高的是       （填序号）。

（2）CO可用于合成甲醇。在压强0.1MPa条件下，在体积为bL的密闭容器中充入和，在催化剂作用下合成甲醇：。平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图。

①该反应属于       反应（填“吸热”或“放热”）。若一个可逆反应的平衡常数值很大，对此反应的说法正确的是    （填序号）。

a．反应使用催化剂意义不大

b．该反应发生将在很短时间内完成

c．该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小

d．该反应一定是放热反应

②时，该反应的平衡常数        (用的代数式表示)。

（3）二甲醚（）被称为21世纪的新型燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。

①工业上利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

a．  

b．

c．

总反应：的           。

②对于反应b，在温度和容积不变的条件下，能说明该反应已达到平衡状态的是     （填字母）。

a．

b．容器内压强保持不变

c．的浓度保持不变

d．的消耗速率与的消耗速率之比为

（4）以KOH溶液为电解质，用二甲醚-空气组成燃料，其中负极的电极反应式为       。

（5）C1化合物在治理汽车尾气方面也大有可为，如CO、等在一定条件下均可以与氮氧化物生成无污染的物质。写出CO与氮氧化物（NO）在有催化剂的条件下反应的化学方程式            。

Answer

（1）c（2）放热 ，c ②b2/a2（3）①△H=-246.4KJ/mol ②cd

（4）CH3OCH3—12e-+16OH-=2CO32-+11H2O.

(5)2xCO+2NOx 2xCO2+N2。

【解析】

试题分析：（1）生成一种物质的反应为原子利用率最高，a为自然界中的转化，c为人工转化，所以选c。（2）①从图像分析，随着温度升高，一氧化碳的转化率降低，说明反应逆向移动，正反应为放热反应。A使用催化剂不影响物质的生成量，但可以加快反应速率，所以有意义。b、平衡常数很大，说明反应进行的 程度，但不能说明反应进行的快慢。C、因为平衡常数很大，说明一种反应物的转化率很大，剩余很少，正确。D、平衡常数的大小和反应是放热还是吸热无关。所以选c。②因为平衡时各物质的量为a/2，a，a/2，所以平衡常数=(a/2b)/[(a/2b)×(a/b)2]=b2/a2。（3）①根据盖斯定律分析，2a+b+c，所以反应热△H==-90.8×2-23.5-41.3=-246.4KJ/mol。 ②a、物质的量相等不能说明反应到平衡，错误；b、因为反应前后气体物质的量相等，容器中的压强始终不变，所以压强不变不能说明反应到平衡，错误；c、水蒸气的浓度不变可以说明反应到平衡；d、甲醇的消耗速率为正反应速率，甲醚的消耗速率代表逆反应速率，二者比例为2:1，可以说明反应到平衡，正确。所以选cd。（4）在碱性条件下，甲醚失去电子生成碳酸根离子，所以电极反应为：CH3OCH3—12e-+16OH-=2CO32-+11H2O。(5)二者反应生成无污染的物质，应该二氧化碳和氮气，所以方程式为：2xCO+2NOx 2xCO2+N2。

考点：化学平衡的特征和移动，化学平衡常数的计算，盖斯定律， 燃料电池的电极书写