题目内容

7．减少二氧化碳的排放是一项重要课题．

（1）CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2（g）+6H2（g）?C2H4（g）+4H2O（g）△H
在0.1MPa时，按n（CO2）：n（H2）=1：3投料，图1所示不同温度（T）下，平衡时的四种气态物质的物质的量（n）的关系．
①该反应的△H＜0（填“＞”、“=”或“＜”）．
②曲线b表示的物质为H2O．
③为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是加压．
（2）在强酸性的电解质水溶液中，惰性材料做电极，电解CO2可得到多种燃料，其原理如图2所示．
①该工艺中能量转化方式主要有太阳能转化为电能；电能转化为化学能．
②b为电源的正（填“正”或“负”）极，电解时，生成乙烯的电极反应式是2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O．
（3）以CO2为原料制取碳（C）的太阳能工艺如图3所示．
①过程1每反应1mol Fe3O4转移电子的物质的量为2mol．
②过程2发生反应的化学方程式是6FeO+CO2$\frac{\underline{\;700K\;}}{\;}$2Fe3O4+C．

分析 （1）由曲线变化可知随着温度升高，氢气的物质的量逐渐增多，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应放热；可知a为CO2的变化曲线，结合计量数关系可知b为水，c为C2H4的变化曲线；
（2）太阳能电池为电源，电解强酸性的二氧化碳水溶液得到乙烯，乙烯在阴极生成．据此解答；
（3）①反应2Fe3O4$\frac{\underline{\;2300K\;}}{\;}$6FeO+O2↑中O元素化合价由-2价升高到0价，结合元素化合价以及方程式计算；
②由示意图可知，过程2中CO2和FeO反应生成Fe3O4和C，据此解答即可．

解答 解：（1）①由曲线变化可知随着温度升高，氢气的物质的量逐渐增多，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应放热，故答案为：＜；
②随着温度升高，氢气的物质的量逐渐增多，因氢气为反应物，则另一条逐渐增多的曲线为CO2，由计量数关系可知b为水，c为C2H4的变化曲线，故答案为：H2O；
③为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是增大压强，故答案为：加压；
（2）①太阳能电池为电源，电解强酸性的二氧化碳水溶液得到乙烯，可知能量转化形式有光能转化为电能，电能转化为化学能，部分电能转化为热能，故答案为：太阳能转化为电能，电能转化为化学能；
②电解时，二氧化碳在b极上生成乙烯，得到电子的一极为电源的正极，电极反应式为2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O，故答案为：正；2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O；
（3）①反应2Fe3O4$\frac{\underline{\;2300K\;}}{\;}$6FeO+O2↑中O元素化合价由-2价升高到0价，由方程式可知，2molFe3O4参加反应，生成1mol氧气，转移4mol电子，则每分解lmolFe3O4转移电子的物质的量为2mol，故答案为：2mol；
②由示意图可知，过程2中CO2和FeO反应生成Fe3O4和C，反应的方程式为6FeO+CO2$\frac{\underline{\;700K\;}}{\;}$2Fe3O4+C，故答案为：6FeO+CO2$\frac{\underline{\;700K\;}}{\;}$2Fe3O4+C．

点评 本题涉及氧化还原、化学平衡移动以及原电池反应等知识，考查了学生分析问题、解决问题的能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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17．除去下列物质中的少量杂质（括号内为杂质），所选用的试剂和分离方法能达到实验目的是（　　）
混合物试剂分离方法
A溴苯（溴）氢氧化钠溶液过滤
B苯（甲苯）酸性高锰酸钾溶液分液
C乙酸乙酯（乙酸）饱和碳酸钠溶液分液
D溴乙烷（乙醇）蒸馏水分液
A．AB．BC．CD．D
18．下图是几种烃分子的球棍模型，仔细观察并回答下列问题：

（1）其中不属于饱和链烃的是CE．（填字母，下同）
（2）其中B和F的关系是b，C和E的关系是d．
a．同种物质 b．同系物c．同素异形体 d．同分异构体．
15．烃A是一种重要的基本化工原料，用质谱法测得其相对分子质量为28．题10图是以A为原料合成药物中间体E和树脂K的路线
（1）A中官能团的结构简式是．
（2）B→C的化学方程式为BrCH2CH2Br+NaOH$→_{△}^{醇}$CH2=CHBr+NaBr+H2O．
（3）E的分子式为C4H8O．下列关于E的说法正确的是ac（填字母序号）．（R，R′表示烃基或氢原子）
    
a．能与金属钠反应b．分子中4个碳原子一定共平面
c．一定条件下，能与浓氢溴酸反应d．与CH2CHCH2OCH2CH3互为同系物
（4）写出符合下列条件的E的一种同分异构体：（CH3）2CHCHO．
a．该有机物能与新制的Cu（OH）2发生反应；b．核磁共振氢谱有3组峰，其比值为6：1：1
（5）G→H涉及到的反应类型有加成反应、消去反应．
（6）I的分子式为C4H6O2，其结构简式为CH3CH=CHCOOH．
（7）J→K的化学方程式为．
2．某酯（H）是一种合成多环化合物的中间体，可由下列路线合成（部分反应条件略去）：

（1）A→B的反应类型是加成反应，B→C为加成反应，则化合物M的结构简式是CH3OH；
（2）H中除了羰基（）外，含有的官能团名称是碳碳双键、酯基；
（3）实验室制A的化学方程式为CaC2+2H2O═Ca（OH）2+C2H2↑；
（4）E→F的化学方程式是CH3C≡CCOOH+HOCH2CH3$→_{△}^{浓硫酸}$CH3C≡CCOOCH2CH3+H2O；
（5）下列说法正确的是bd
a．D和F中均属于炔烃类物质           
b．A能和HCl反应得到聚氯乙烯的单体
c.1mol G完全燃烧生成7mol H2O　　    
d．H能发生加成、取代反应
（6）TMOB是H的同分异构体，具有下列结构特征：①核磁共振氢谱表明，分子中除苯环外，其它氢原子化学环境相同；②存在甲氧基（CH3O-）．TMOB的结构简式是．
12．某气态烃0.5mol能与1molHCl完全加成，加成后产物分子上的氢原子又可被3molCl2取代，则此气态烃可能是?（　　）
A．丙炔B．乙烯C．乙炔D．丁烯?
19．已知含氧酸可用通式（OH）nXOm来表示，如X是S，则m=2，n=2，则这个式子就表示H2SO4．一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸，下列各含氧酸中酸性最强的是（　　）
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16．中国首个空间实验室--“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），它是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池．下图为RFC工作原理示意图，a、b、c、d均为Pt电极．下列说法正确的是（　　）
A．B区的OH-通过隔膜向a电极移动，A区pH增大
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17．下列关系正确的是（　　）
A．熔点：戊烷＞2，2一二甲基戊烷＞2，3一二甲基丁烷＞丙烷
B．密度：溴苯＞H2O＞苯
C．含碳量：甲烷＞乙烯＞乙炔＞苯
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