Question

【題目】二氧化碳的回收利用是環(huán)保領域研究的熱點課題．
（1）在太陽能的作用下，以CO2為原料制取炭黑的流程如圖1所示．其總反應的化學方程式為 ．

（2）CO2經(jīng)過催化氫化合成低碳烯烴．其合成乙烯的反應為2CO2（g）+6H2（g）CH2=CH2（g）+4H2O（g）△H，
幾種物質(zhì)的能量（在標準狀況下，規(guī)定單質(zhì)的能量為0，測得其他物質(zhì)在生成時所放出或吸收的熱量）如下表所示：

物質(zhì)	H2（g）	CO2（g）	CH2=CH2（g）	H2O（g）
能量/kJmol﹣1	0	﹣394	52	﹣242

則△H=
（3）在2L恒容密閉容器中充入2molCO2和nmolH2 ， 在一定條件下發(fā)生（2）中的反應，CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比[X= ]的關系如圖2所示．
①X1X2（填“＞”、“＜”或“=”，下同），平衡常數(shù)KAKB ．
②若B點的投料比為3，且從反應開始到B點需要10min，則v（H2）= ．
（4）以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，利用太陽能將CO2轉(zhuǎn)化為低碳烯烴，工作原理圖如圖3．
①b電極的名稱是 ．
②產(chǎn)生丙烯的電極反應式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）CO2 C+O2
（2）﹣128kJ/mol
（3）＞；＞；0.225mol/（L．min）
（4）正極；3CO2+18H++18e﹣=CH3CH=CH2+6H2O
【解析】解：（1）在700K條件下，CO2和FeO發(fā)生反應生成C和Fe3O4 ， 過程1中Fe3O4分解生成FeO和O2 ， 所以整個反應過程中FeO作催化劑，根據(jù)反應物和生成物及反應條件書寫方程式為CO2 C+O2 ， 所以答案是：CO2 C+O2；（2）焓變等于生成物總能量減去反應物總能量，則該反應的焓變=[52+（﹣242）×4﹣（﹣392）×2﹣0]kJ/mol=﹣128kJ/mol，所以答案是：﹣128kJ/mol；（3）①相同條件下，投料比[X= ]越大，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越大，根據(jù)圖知，相同溫度下X1的轉(zhuǎn)化率大于X2 ， 所以X1＞X2；該反應的正反應是放熱反應，溫度越高其平衡常數(shù)越小，溫度A＜B，所以平衡常數(shù)A＞B，所以答案是：＞；＞；②若B點的投料比為3，且從反應開始到B點需要10min，n（CO2）=2mol，則n（H2）=10mol，B點二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為75%，則參加反應的n（CO2）=2mol×75%=1.5mol，根據(jù)二氧化碳和氫氣之間的關系式知，參加反應的n（H2）=3n（CO2）=4.5mol，則v（H2）= = =0.225mol/（L．min），所以答案是：0.225mol/（L．min）；（4）①根據(jù)圖知，生成氧氣的電極是陽極，則連接陽極的電源電極為正極，所以b為正極，
所以答案是：正極；②陰極上二氧化碳得電子和氫離子反應生成丙烯和水，電極反應式為3CO2+18H++18e﹣=CH3CH=CH2+6H2O，所以答案是：3CO2+18H++18e﹣=CH3CH=CH2+6H2O．
【考點精析】掌握化學平衡的計算是解答本題的根本，需要知道反應物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．