Question

如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，已引起了全世界的普遍重视。“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。

（1）已知：  ① CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)    ΔH＝－41kJ·mol^－1 

② C(s)+2H₂(g)CH₄(g)            ΔH＝－73kJ·mol^－1

③ 2CO(g)C(s)+CO₂(g)           ΔH＝－171kJ·mol^－1

写出CO₂与H₂反应生成CH₄和H₂O的热化学方程式                      。

（2）将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：2CO₂(g) + 6H₂(g)             CH₃OCH₃(g) + 3H₂O(g)

已知一定条件下，该反应中CO₂的平衡转化率随温度、投料比[n(H₂) / n(CO₂)]的变化曲线如下左图：

①在其他条件不变时，请在下图中画出平衡时CH₃OCH₃的体积分数随投料比[n(H₂)/n(CO₂)]变化的曲线图。

②某温度下，将2.0molCO₂(g)和6.0mol(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH₃OCH₃(g)的物质的量分数变化情况如图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是             ；

A. P₃>P₂，T₃>T₂         B. P₁>P₃，T₁>T₃         

C. P₂>P₄，T₄>T₂         D. P₁>P₄，T₂>T₃

③在恒容密闭容器里按体积比为1:3充入二氧化碳和氢 气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是       ；

A. 正反应速率先增大后减小     B. 逆反应速率先增大后减小

C. 化学平衡常数K值增大       D. 反应物的体积百分含量增大

E. 混合气体的密度减小         F. 氢气的转化率减小

（3）最近科学家再次提出“绿色化学”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO₂转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池，写出以稀硫酸为电解质甲醇燃料电池负极反应式____                  。以此燃料电池作为外接电源按右图所示电解硫酸铜溶液，如果起始时盛有1000mL pH=5的硫酸铜溶液（25℃，CuSO₄足量），一段时间后溶液的pH变为1，此时可观察到的现象是                      ；若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入       （填物质名称），其质量约为       g。

Answer 1

(16分)（1）CO₂(g)+4H₂(g) CH₄(g)+2H₂O(g)    ΔH＝－162kJ·mol^－1  （2分）

(2) ①画图（见右图）（2分）

②BD  （2分）      ③ B   （2分）

（3）CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺   （2分）

石墨电极表面有气泡产生，铁电极上附着一层

红色物质，溶液颜色变浅（2分），

氧化铜（或碳酸铜）（2分），4g（或6.2g）（2分）