Question

【题目】“反向燃烧”可将二氧化碳变燃料。回答下列问题:

（1）CO2的电子式为________________.

（2）美国橡树岭国家实验室成功利用表面成钉状材料的纳米碳及钠米铜，通电时可将温室气体二氧化碳与水直接转化为酒精。该反应的化学方程式为____________________________。

（3）Zn/ZnO热化学循环还原CO2制CO的原理如下图：

①从循环结果看，能量主要转化方式是________________________________。

②反应 △H= _______________kJ·mol-1。

（4）利用CO2与H2可直接合成二甲醚： ，当时，实验测得CO2的平衡转化率随温度及压强变化如图1所示，二甲醚的产率随温度及压强变化如图2所示。

图1 图2

①该反应的△H________0（填“＞”或“＜”）。

②图1中压强（p）由大到小的顺序为______________________________。

③图2中温度（T）由大到小的顺序为______________________________。

④若在1L密闭容器中充入0.2mol CO2和0.6mol H2，平衡转化率对应图1中A点，则在此温度下该反应的平衡常数为________________________（保留整数）。

Answer 1

【答案】 太阳能→化学能 +564 ＜ 23

【解析】（1）CO2是共价化合物，碳原子有4个电子分别和氧原子形成两对共用电子对，电子式为：。

（2）由已知“反向燃烧”可将二氧化碳变燃料，反应物为二氧化碳和水，纳米碳及钠米铜作催化剂，条件为通电，生成物为乙醇和氧气，化学方程式为：2CO2+3H2OC2H5OH+3O2。

（3）①根据盖斯定律，如图中的两个反应相加得：CO2(g)=CO(g)+ O2(g) △H=+282kJ·mol-1，所以该反应为吸收能量的反应，故从循环结果看，能量主要转化方式是：太阳能→化学能。②由①中反应可得：2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=+564kJ·mol-1。

（4）①由图1可得，任一压强下，温度越高，CO2转化率越小，所以正反应为放热反应，△H＜0。②由化学方程式可得，正反应是气体分子数减小的反应，压强越大，CO2 转化率越大，则P1>P2>P3。③该反应正向为放热反应，所以温度越高，二甲醚的产率越低，由图2可得，相同压强下T1温度时二甲醚的产率最高，T3温度时二甲醚的产率最低，故有T3＞T2＞T1。④如图1在A点CO2的平衡转化率为50%，由已知列“三段式”得：

所以K=＝≈23（保留整数）。