Question

下图是碳的正常循环，但由于过度燃烧化石燃料，造成二氧化碳浓度不断上升。研究和解决二氧化碳捕集、存储和转化问题成为当前化学工作者的重要使命。

（1）有关碳循环的说法中正确的是        

a．光合作用是光能转化成化学能

b．化石燃料是可再生的

c．循环过程有氧化还原反应

d．石油中含乙烯、丙烯，通过加聚反应得到高分子化合物

（2）用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO₂发生反应：

2CO₂(g) = 2CO(g)+O₂(g)，该反应的△H    0，（选填：>、<、=）。

（3）CO₂转化途径之一是：利用太阳能或生物质能分解水制H₂，然后将H₂与CO₂转化为甲醇或其它的物质。

2H₂O（1） = 2H₂(g) +  O₂(g)  △H= + 571.5 kJ·mol^－1

3H₂(g) ＋ CO₂(g) = CH₃OH(l) ＋ H₂O（1）  △H= —137.8 kJ·mol^－1

则反应：4H₂O （1） ＋ 2CO₂(g) = 2CH₃OH(l)+3O₂(g)  △H=        kJ·mol^－1。

你认为该方法需要解决的技术问题有：     。

a．开发高效光催化剂

b．将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离，并与CO₂催化转化。

c．二氧化碳及水资源的来源供应

（4）用稀氨水喷雾捕集CO₂最终可得产品NH₄HCO₃。在捕集时，气相中有中间体    NH₂COONH₄（氨基甲酸铵）生成。现将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容的密闭真空容器中，分别在不同温度下进行反应：NH₂COONH₄(s) 2NH₃(g) + CO₂(g)。实验测得的有关数据见下表。( t₁<t₂<t₃)

温度(℃) 气体总浓度 (mol/L) 时间(min)	15	25	35
0	0	0	0
t1	910^-3	2.710^-2	8.110^-2
t2	310^-2	4.810^-2	9.410^-2
t3	310^-2	4.810^-2	9.410^-2

氨基甲酸铵分解反应是        反应（ “放热”、“吸热”）。在15℃，此反应的化学平衡常数为：      。

（5）用一种钾盐水溶液作电解质，CO₂电催化还原为碳氢化合物（其原理见图）。在阴极上产生乙烯的电极反应方程式为：                            。

Answer

（1）ac，（2）> （3）+1438.9；ab，（4）吸热；4×10-6，（5）2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O

【解析】

试题分析：（1）光合作用是将光能转化为化学能的过程，化石燃料是不可以再生的，光合作用的过程中一定会涉及到氧化还原反应。石油是由碳氢两种元素组成的化合物，其成分很复杂，而且具体的成分还会根据产地的不同而不一样。（2）大部分的分解反应都是吸热反应。（3）根据盖斯定律以①×3＋②×2=+1438.9KJ/mol。（4）由图表可知，该反应随着温度的升高，气体的总浓度在增大，所以该分解反应一定是吸热反应。（5）由图可知在左侧的电解池的阴极上发生了还原反应，二氧化碳得到电子并与氢离子结合产生乙烯，电极反应方程式为：2CO2+12H++12e—=C2H4+4H2O。

考点：通过自然界的碳的循环，考查反应热的计算，盖斯定律的运用以及电极方程式的书写。