题目内容
【题目】CO2是地球上取之不尽用之不竭的碳源，将CO2应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。
（1）由CO2转化为羧酸是CO2资源化利用的重要方法。
I.在催化作用下由CO2和CH4转化为CH3COOH的反应历程示意图如图。
①在合成CH3COOH的反应历程中，下列有关说法正确的是_____。（填字母）
a.该催化剂使反应的平衡常数增大
b.CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂
c.由X→Y过程中放出能量并形成了C—C键
②该条件下由CO2和CH4合成CH3COOH的化学方程式为_____。
II.电解法转化CO2制HCOOH的原理如图。
①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式：_____。
②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是_____。
（2）由CO2合成甲醇是CO2资源化利用的重要方法。研究表明在催化剂作用下CO2和H2可发生反应：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH
①有利于提高合成CH3OH反应中CO2的平衡转化率的措施有_____。（填字母）
a.使用催化剂 b.加压 c.增大初始投料比
②研究温度对于甲醇产率的影响。在210℃~290℃保持原料气中CO2和H2的投料比不变，得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如图所示。ΔH____0（填“＞”或“＜”），其依据是____。
【答案】bc CH4+CO2
CH3COOH 2CO2+HCO3-+2e-=HCOO-+CO32- 阳极产生O2，c（H+）增大，c（HCO3-）降低；K+部分进入阴极 b < 温度升高，甲醇的平衡产率降低
【解析】
(1)Ⅰ．①根据合成示意图进行判断；
②由图示写出由CO2和CH4合成CH3COOH的化学方程式；
Ⅱ．①根据图示分析，阴极CO2得电子，写出CO2还原为HCOO-的电极反应式；
②根据电解池反应原理分析；
(2)①根据平衡转化率影响因素方面分析；
②根据图像得甲醇的平衡产率随着温度的升高的变化趋势。
(1)Ⅰ．①a．催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应的平衡常数，故a错误；
b．由图中变化可知甲烷在催化剂作用下选择性活化，甲烷分子中碳原子会与催化剂形成新的共价键，必有C-H键发生断裂，故b正确；
c．X→Y的焓值降低，说明为放热过程，由CH4→CH3COOH有C-C键形成，故c正确；
故答案选bc；
②由图示可知，由CO2和CH4合成CH3COOH的化学方程式为CH4+CO2
CH3COOH；
Ⅱ．①阴极得电子，CO2还原为HCOO-的电极反应式为：2CO2+HCO3-+2e-=HCOO-+CO32-；
②阳极H2O失电子产生O2，c(H+)增大，碳酸氢根离子与氢离子反应，所以c(HCO3-)降低，K+部分进入阴极，导致阳极区的KHCO3溶液浓度降低；
(2)①a．使用催化剂只能改变化学反应速率，不影响化学平衡，也就不影响CO2的平衡转化率；
b．该反应的正反应为气体体积减小的反应，加压能使化学平衡正向移动，能够提高CO2的平衡转化率；
c．增大CO2和H2的初始投料比，CO2的平衡转化率降低；
故答案选b；
②根据图像可知，甲醇的平衡产率随着温度的升高而降低，所以正反应为放热反应，即ΔH<0。
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【题目】已知某些共价键的键能如表所示，试回答下列问题：℃
共价键 | 键能 | 共价键 | 键能 |
| 436 |
| 467 |
| 243 |
| 945 |
| 413 |
| 431 |
（1）
键的键能为什么比
键的键能大_______？
（2）已知
在
时有
的分子分解，而
在
时可能完全分解为
和
，试解释其中的原因_______。
（3）试解释氮气能在空气中稳定存在的原因_______。