题目内容
【题目】CO2资源化利用的方法之一是合成二甲醚（CH3OCH3）。
（1）CO2 催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应：
反应I： CO2(g) + H2(g) 
CO(g) + H2O(g) H= + 41.2 kJ·mol1
反应II：2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g) H = －122.5 kJ·mol1
其中，反应II分以下①、②两步完成，请写出反应①的热化学方程式：①___________
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) H = －23.5 kJ·mol1
（2）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。若电解质为碱性，二甲醚直接燃料电池的负极反应式为____________。以该电池为电源，用惰性电极电解饱和食盐水的化学方程式为________。
（3）反应I产生的CO，有人设想按下列反应除去：2CO(g) ＝ 2C(s) + O2(g)，已知该反应的H＞0，简述该设想能否实现的依据_____________。
（4）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，Ksp（CaCO3）=2.8×109。 CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为5.6×105mol·L1，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为________。
【答案】CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)，H =-49.5 kJ·mol1 CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O 2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑ 该反应是焓增、熵减的反应，根据△G=△H-T△S可知△G＞0，不能实现 210-4mol/L
【解析】
（1）由题可知反应II分以下①、②两步完成，根据盖斯定律，将方程式（II-②）
得方程式①：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，H=
kJ·mol1=-49.5kJ·mol1；
（2）若电解质为碱性，氧气在正极发生还原反应，O2+2H2O+4e-=4OH-，二甲醚直接燃料电池的负极反应为二甲醚失电子生成二氧化碳，碱溶液中生成碳酸盐，结合原子守恒和电荷守恒，负极的电极反应式为：CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O；用惰性电极电解饱和食盐水，阳极生成氯气，阴极生成氢气和氢氧化钠，电解的化学方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑；
（3）2CO(g)＝2C(s)+O2(g)H＞0，该反应是焓增、熵减的反应，根据△G=△H-T△S可知△G＞0，不能实现；
（4）Na2CO3溶液的浓度为5.6×105mol·L1，等体积混合后浓度减小一半变为2.8×105mol·L1，由Ksp(CaCO3)=c(CO32-)c(Ca2+)可知，混合后c(Ca2+)=
=
=110-4mol/L，所以所需CaCl2溶液的最小浓度为110-4mol/L2=210-4mol/L。
名校课堂系列答案
【题目】某同学进行影响草酸溶液与高锰酸钾酸性溶液反应速率因素的研究。室温下，实验数据如下：
实验序号 | ① | ② | ③ |
加入试剂 | 4mL 0.01mol/L KMnO4 2mL 0.1mol/L H2C2O4 | 4mL 0.01mol/L KMnO4 2mL 0.1mol/L H2C2O4 少量MnSO4固体 | 4mL 0.01mol/L KMnO4 2mL 0.1mol/L H2C2O4 少量Na2SO4固体 |
褪色时间/s | 116 | 6 | 117 |
（1）草酸溶液与高锰酸钾酸性溶液反应的离子方程式为___________________。
（2）该实验结论是_______________________。
（3）进行上述三个实验后，该同学进行反思，认为实验①的现象可以证明上述结论。请写出实验①的现象为____________________。
（4）实验②选用MnSO4固体而不是MnCl2固体的原因是_________________。
（5）该同学拟采用如下图所示的实验方案继续探究外界条件对反应速率的影响。
a．该同学拟研究的影响因素是___________________。
b．你认为该同学的实验方案_______________（填“合理”或“不合理”），理由是____________________________。
