Question

二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题．

（1）在太阳能的作用下，以CO₂为原料制取炭黑的流程如图所示。其总反应的化学方程式为            。

（2）CO₂经过催化氢化合成低碳烯烃。其合成乙烯的反应为2CO₂ (g)+  6H₂(g)CH₂= CH₂(g) +4H₂O(g)  △H几种物质的能量（在标准状况下，规定单质的能量为0，测得其他物质在生成时所放出或吸收的热量）如下表所示：

则△H=_______________

（3）在2L恒容密闭容器中充入2 moI CO₂和nmol H₂，在一定条件下发生（2）巾的反应，CO₂的转化率与温度、投料比的关系如右图所示。

①X₁_________X₂（填“>”、“<”或“=”，下同），平衡常数K_A_________K_B。

②若B点的投料比为3，且从反应开始到B点需要10 min，则v(H₂)=___________。

（4)以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能将CO₂转化为低碳烯烃，工作原理图如下。

①b电极的名称是         。

②产生丙烯的电极反应式为          。

Answer

（1）CO2 C+O2（2分）

（2）-128.kJ/mol（2分）

（3）①>（2分） >（2分）②0.225mol·(L·min)-1（2分）

（4）①正极（2分）②3CO2+18H++18e-= CH3CH=CH2+6H2O（2分）

【解析】

试题分析：（1）在700K条件下，二氧化碳和氧化亚铁发生反应生成碳和四氧化三铁，过程1中四氧化三铁分解生成氧化亚铁和氧气，所以整个反应过程中的氧化亚铁做催化剂，根据反应物和生成及反应条件书写方程式为：CO2 C+O2 。（2）焓变等于生成物总能量减去反应为总能量，则该反应的焓变为52-242×4+392×2-0=-128.kJ/mol。（3）①相同条件下，投料比越大，二氧化碳的转化率越大，根据图知，相同温度下X1的转化率大于X2，所以X1>X2。该反应正反应是放热反应，温度越高，其平衡常数越小，温度AB。②若B点的投料比是3，且从反应开始到B点需要10分钟，二氧化碳的物质的量为2摩尔，则氢气的物质的量为10摩尔，B点二氧化碳的转化率为75%，则参加反应的二氧化碳为2×75%=1.5摩尔，根据二氧化碳和氢气之间的关系式可知，参加反应的氢气的物质的量为二氧化碳的3倍，则为4.5摩尔，则氢气的反应速率=4.5/2/10=0.225mol·(L·min)-1。（4）①根据图可知，生成氧气的电极时阳极，则连接阳极的电源电极为正极。②阴极上二氧化碳得到电子与氢离子反应生成丙烯和水，电极反应为3CO2+18H++18e-= CH3CH=CH2+6H2O。

考点：化学平衡的计算，化学方程式的书写，原电池和电解池的工作原理