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

有利于防止温室效应

．
（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：

HOCH₂CH₂NH₂+H₂O?HOCH₂CH₂NH₃⁺+OH^-

．
（3）CH₃OH（l）、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：

CO₂（g）+3H₂（g）→CH₃OH（l）+H₂O（l）△H=-131.9kJ/mol

．
（4）据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇也已成为现实．
2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）下列叙述正确的是

acd

．
a．使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
b．反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
c．充入大量CO₂气体可提高H₂的转化率
d．从平衡混合气体中分离出CH₃CH₂OH和H₂O可提高CO₂和H₂的利用率．

Answer 1

分析：（1）根据二氧化碳产生的危害进行分析；
（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）根据催化剂、温度、浓度对化学反应速率和化学平衡的影响来分析解答，并注意吸热反应与反应的条件无关．

解答：解：（1）二氧化碳会产生温室效应，而本题中的反应恰好消耗了二氧化碳，有利于防止温室效应；
故答案为：减少烟道气中二氧化碳排放到空气中造成温室效应；
（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）a、因催化剂能提高化学反应速率，加快反应进行，则在一定时间内提高了生产效率，故a对；
b、反应需在300℃进行是为了获得较快的反应速率，不能说明反应是吸热还是放热，故b错；
c、充入大量CO₂气体，能使平衡正向移动，提高H₂的转化率，故c对；
d、从平衡混合物中及时分离出产物，使平衡正向移动，可提高CO₂和H₂的转化率，故d对；
故选acd；
故答案为：acd；

点评：本题考查热化学方程式书写，燃烧热概念分析应用，流程分析，化学反应速率和化学平衡知识，易错点为利用化学平衡知识判断反应吸热还是放热时，一定要注意温度的变化使反应正向移动还是逆向移动，倘若给出的信息为温度条件则无法判断，升高温度化学平衡向吸热的方向移动，而吸热反应取决于反应物与生成物总能量的相对大小．题目难度中等．