Question

在一定条件下，科学家利用从烟道气中分离出CO₂与太阳能电池电解水产生的H₂合成甲醇，其过程如下图所示，试回答下列问题：

（1）该合成路线对于环境保护的价值在于

 

；
（2）15～20%的乙醇胺（HOCH₂CH₂NH₂）水溶液具有弱碱性，上述合成线路中用作CO₂吸收剂．用离子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱碱性的原因：

 

；
（3）CH₃OH、H₂的燃烧热分别为：△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.8kJ/mol，写出工业上以CO₂、H₂合成CH₃OH的热化学方程式：

 

；
（4）科学家发明了一种基于如图所示原理的廉价光电化学电池装置，写出光照时半导体电极表面发生的电极反应式

 

．目前应用最多的半导体材料是Si，甚至有人提出硅是“21世纪的能源”，硅可作为新能源的原因可能的是

 

．
a．在自然界中存在大量的单质硅
b．硅可以通过化学方法“再生”
c．硅具有较强的亲氧性，燃烧放出的热量多
d．硅的化学性质不活泼，便于安全运输、贮存．

Answer 1

分析：（1）根据二氧化碳造成的危害进行分析；
（2）氨基结合水电离平衡中的氢离子，促进水电离平衡正向进行，氢氧根离子浓度增大，溶液显碱性；
（3）利用盖斯定律计算反应热，并书写热化学方程式；
（4）根据原电池工作原理，负极失去电子发生氧化反应写出电极反应式；根据单质硅的化学性质进行分析．

解答：解：（1）二氧化碳会造成温室效应，而本题中的反应恰好消耗了二氧化碳，
故答案为：有利于防止温室效应；
（2）乙醇胺水溶液呈弱碱性是取代基氨基结合氢离子，使溶液中的氢氧根离子浓度增大，反应的离子方程式为：HOCH₂CH₂NH₂+H₂O?HOCH₂CH₂NH₃⁺+OH^-，
故答案为：HOCH₂CH₂NH₂+H₂O?HOCH₂CH₂NH₃⁺+OH^-；
（3）甲醇和氢气的燃烧热书写其热化学方程式分别为：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l），△H₁=-1451kJ/mol；
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l），△H₂=-571.6KJ/mol，
根据盖斯定律，反应CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（l）+H₂O（l）
可以看成是方程式

3

2

×②-①×

1

2

；所以△H=×

3

2

（-571.6kJ/mol）-（-1451kJ/mol）×

1

2

=-131.9kJ/mol，
故答案为：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（l）+H₂O（l），△H=-131.9kJ/mol；
（4）原电池负极发生氧化反应，由图示可知，在负极水电离的氢氧根离子失去电子生成氧气和氢离子，电极反应式为：2H₂O-4e^-═O₂↑+4H⁺；
a．硅在自然界主要以化合态存在，在自然界中存在大量的单质硅是错误的，故a错误；
b．通过化学变化可以获得大量单质硅，实现了硅的“再生”，故b正确；
c．硅是一种亲氧元素，自然界中总是与氧结合，燃烧放出的大量的热量，故c正确；
d．硅原子最外层4个电子，其化学性质不活泼，便于安全运输、贮存，故d正确；
故答案为：2H₂O-4e^-═O₂↑+4H⁺；bcd．

点评：本题考查了盐类水解的应用、原电池工作原理等知识，题目难度中等，注意明确原电池工作原理、盐类水解的实质，试题提高了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识解决实际问题的能力．