随着现代工业的发展，二氧化碳的处理成为科学研究的重点，回答下列问题：Ⅰ.有人提出利用H2还原CO2使其转化为有...
问题详情：
随着现代工业的发展，二氧化碳的处理成为科学研究的重点，回答下列问题：
Ⅰ.有人提出利用H2还原CO2使其转化为有机化工的主要原料乙烯。
(1)查阅资料：H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，C2H4的燃烧热为1411 kJ·mol－1,1 mol H2O(l)转化为H2O(g)需吸收44 kJ的热量。则反应6H2(g)＋2CO2(g)
C2H4(g)＋4H2O(g) ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)下图是探究不同温度对CO2的转化率和催化剂的催化效率影响的示意图。
①生产中通常选用的温度最好是________，理由是____________________。
②图中表示的化学平衡常数：M________N(填“>”“<”或“＝”)。
③250 ℃时，在2 L密闭容器中分别充入6 mol H2和2 mol CO2，到达平衡时体系中C2H4的体积分数为________(结果保留两位有效数字)。
Ⅱ在一定条件下，能与H2合成二*醚：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。
(1)在1 L的密闭容器中分别充入2.5 mol H2与b mol CO2发生反应，在不同温度下达到平衡状态时测得实验数据如下表：
①到达平衡时若升高温度，则上述平衡向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
②转化率：x________y(填“>”“<”或“＝”)。
(2)新型高效的二*醚燃料电池工作时总反应式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O。
①该电池的负极是________(填a或b)，负极电极反应式为_______________。
②利用该电池冶铝，若制得金属铝54 g理论上消耗二*醚________g。
【回答】
* Ⅰ.(1)－127.8 (2)①250 ℃ 此时催化剂活*最高 ②> ③7.7%
Ⅱ.(1)①逆反应 ②> (2)①a CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ ②23
解析 Ⅰ.(1)根据H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则其热化学方程式为：H2(g)＋
O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1①；CH2===CH2(g)的燃烧热为1411.0 kJ·mol－1，其热化学方程式为：C2H4(g)＋3O2(g)===2H2O(l)＋2CO2(g) ΔH＝－1411.0 kJ·mol－1②；H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1③；利用盖斯定律将①×6－②－③×4可得：6H2(g)＋2CO2(g)
CH2===CH2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－127.8 kJ·mol－1。
(2)①化学反应速率随温度的升高而加快，如题图所示，催化剂的催化效率随温度升高先增大后降低，所以从催化剂的反应活*和温度对速率、平衡的综合影响的角度考虑，最好选择250 ℃；
②升高温度，二氧化碳的平衡转化率减小，则升温平衡逆向移动，所以M点化学平衡常数大于N点；
③在2 L密闭容器中分别充入6 mol H2和2 mol CO2，由图可知250 ℃时，M点的二氧化碳转化率为50%，由方程式可得
6H2(g)＋2CO2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)
3 1 0 0
1.5 0.5 0.25 1
1.5 0.5 0.25 1
产物CH2===CH2的体积分数＝
×100%≈7.7%。
Ⅱ.(1)①分析表格可知，当CO2起始物质的量为1.25 mol时，温度越低，CO2的转化率越大，说明降低温度平衡向正反应方向移动，故升高温度平衡向逆反应方向移动；
②由CO2起始物质的量为1.25 mol时，温度越高，CO2的转化率越小，说明正反应是放热反应，故结合表格可知w<32，x>33；由于CO2(g)、H2(g)按物质的量1∶3反应，H2(g)物质的量为2.5 mol，CO2的物质的量(b)越大，CO2的转化率越小，则y<w，综合上述分析可知x>33>32>w>y。
(2)①根据图知交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈**，根据电子流动方向和*离子移动方向可知，电极a为负极、电极b为正极，负极上二*醚失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，负极反应式为CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋；
②根据电子守恒，可以建立关系式4Al～12e－～CH3OCH3，由此可得，若制得金属铝54 g，理论上消耗*醇23 g。
知识点：化学反应速率 化学平衡
题型：综合题
