Question

如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開發利用CO₂，已引起了全世界的普遍重視。“低碳經濟”正成為科學家研究的主要課題。

（1）已知：  ① CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)    ΔH＝－41kJ·mol^－1 

② C(s)+2H₂(g)CH₄(g)            ΔH＝－73kJ·mol^－1

③ 2CO(g)C(s)+CO₂(g)           ΔH＝－171kJ·mol^－1

寫出CO₂與H₂反應生成CH₄和H₂O的熱化學方程式                      。

（2）將燃煤廢氣中的CO₂轉化為二甲醚的反應原理為：2CO₂(g) + 6H₂(g)             CH₃OCH₃(g) + 3H₂O(g)

已知一定條件下，該反應中CO₂的平衡轉化率隨溫度、投料比[n(H₂) / n(CO₂)]的變化曲線如下左圖：

①在其他條件不變時，請在下圖中畫出平衡時CH₃OCH₃的體積分數隨投料比[n(H₂)/n(CO₂)]變化的曲線圖。

②某溫度下，將2.0molCO₂(g)和6.0mol(g)充入容積為2L的密閉容器中，反應到達平衡時，改變壓強和溫度，平衡體系中CH₃OCH₃(g)的物質的量分數變化情況如圖所示，關于溫度和壓強的關系判斷正確的是             ；

A. P₃>P₂，T₃>T₂         B. P₁>P₃，T₁>T₃         

C. P₂>P₄，T₄>T₂         D. P₁>P₄，T₂>T₃

③在恒容密閉容器里按體積比為1:3充入二氧化碳和氫 氣，一定條件下反應達到平衡狀態。當改變反應的某一個條件后，下列變化能說明平衡一定向逆反應方向移動的是       ；

A. 正反應速率先增大后減小     B. 逆反應速率先增大后減小

C. 化學平衡常數K值增大       D. 反應物的體積百分含量增大

E. 混合氣體的密度減小         F. 氫氣的轉化率減小

（3）最近科學家再次提出“綠色化學”構想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO₂從溶液中提取出來，經化學反應后使空氣中的CO₂轉變為可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料電池，寫出以稀硫酸為電解質甲醇燃料電池負極反應式____                  。以此燃料電池作為外接電源按右圖所示電解硫酸銅溶液，如果起始時盛有1000mL pH=5的硫酸銅溶液（25℃，CuSO₄足量），一段時間后溶液的pH變為1，此時可觀察到的現象是                      ；若要使溶液恢復到起始濃度（溫度不變，忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入       （填物質名稱），其質量約為       g。

Answer 1

(16分)（1）CO₂(g)+4H₂(g) CH₄(g)+2H₂O(g)    ΔH＝－162kJ·mol^－1  （2分）

(2) ①畫圖（見右圖）（2分）

②BD  （2分）      ③ B   （2分）

（3）CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺   （2分）

石墨電極表面有氣泡產生，鐵電極上附著一層

紅色物質，溶液顏色變淺（2分），

氧化銅（或碳酸銅）（2分），4g（或6.2g）（2分）