Question

【題目】“反向燃燒”可將二氧化碳變燃料�；卮鹣铝袉栴}:

（1）CO2的電子式為________________.

（2）美國橡樹嶺國家實驗室成功利用表面成釘狀材料的納米碳及鈉米銅，通電時可將溫室氣體二氧化碳與水直接轉化為酒精。該反應的化學方程式為____________________________。

（3）Zn/ZnO熱化學循環還原CO2制CO的原理如下圖：

①從循環結果看，能量主要轉化方式是________________________________。

②反應 △H= _______________kJ·mol-1。

（4）利用CO2與H2可直接合成二甲醚： ，當時，實驗測得CO2的平衡轉化率隨溫度及壓強變化如圖1所示，二甲醚的產率隨溫度及壓強變化如圖2所示。

圖1 圖2

①該反應的△H________0（填“＞”或“＜”）。

②圖1中壓強（p）由大到小的順序為______________________________。

③圖2中溫度（T）由大到小的順序為______________________________。

④若在1L密閉容器中充入0.2mol CO2和0.6mol H2，平衡轉化率對應圖1中A點，則在此溫度下該反應的平衡常數為________________________（保留整數）。

Answer 1

【答案】 太陽能→化學能 +564 ＜ 23

【解析】（1）CO2是共價化合物，碳原子有4個電子分別和氧原子形成兩對共用電子對，電子式為：。

（2）由已知“反向燃燒”可將二氧化碳變燃料，反應物為二氧化碳和水，納米碳及鈉米銅作催化劑，條件為通電，生成物為乙醇和氧氣，化學方程式為：2CO2+3H2OC2H5OH+3O2。

（3）①根據蓋斯定律，如圖中的兩個反應相加得：CO2(g)=CO(g)+ O2(g) △H=+282kJ·mol-1，所以該反應為吸收能量的反應，故從循環結果看，能量主要轉化方式是：太陽能→化學能。②由①中反應可得：2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=+564kJ·mol-1。

（4）①由圖1可得，任一壓強下，溫度越高，CO2轉化率越小，所以正反應為放熱反應，△H＜0。②由化學方程式可得，正反應是氣體分子數減小的反應，壓強越大，CO2 轉化率越大，則P1>P2>P3。③該反應正向為放熱反應，所以溫度越高，二甲醚的產率越低，由圖2可得，相同壓強下T1溫度時二甲醚的產率最高，T3溫度時二甲醚的產率最低，故有T3＞T2＞T1。④如圖1在A點CO2的平衡轉化率為50%，由已知列“三段式”得：

所以K=＝≈23（保留整數）。