Question

二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）CO₂的电子式是              ，所含化学键的类型是               。

（2）工业上用CO₂和H₂反应合成二甲醚。已知：

CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)    △H₁＝－49.1 kJ·mol^－1

2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)      △H₂＝－24.5 kJ·mol^－1

①写出CO₂(g)和H₂(g)转化为CH₃OCH₃(g)和H₂O(g)的热化学方程式                    。

②一定条件下，上述合成二甲醚的的反应达到平衡状态后，若改变反应的某个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是（只有一个选项符合题意）          （填字母代号）。

a．逆反应速率先增大后减小

b．H₂的转化率增大

c．CO₂的体积百分含量减小

d．容器中c(H₂)/c(CO₂)的值减小

③在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的平衡转化率如右图所示。T₁温度下，将6 molCO₂和12 molH₂充入2 L的密闭容器中，5 min后反应达到平衡状态，则0~5 min内的平均反应速率v(CH₃OCH₃)=            ；K_A、K_B 、K_C三者之间的大小关系为                   。

（3）CO₂溶于水形成H₂CO₃。已知常温下H₂CO₃的电离平衡常数K₁=4.4×10^-7，K₂=4.7×10^-11，NH₃·H₂O的电离平衡常数K=1.75×10^-5。常温下，用氨水吸收CO₂可得到NH₄HCO₃溶液，NH₄HCO₃溶液显         ；（填“酸性”、“中性”或“碱性”）；请计算反应NH₄⁺+HCO₃^-+H₂ONH₃·H₂O+H₂CO₃的平衡常数K=          。

Answer

（1）； 共价键（或极性键）；

（2）①2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H＝－122.7 kJ·mol－1；②b；③0.18 mol·L-1·min-1； KA = KC＞KB；

（3）碱性；1.3×10-3；

【解析】

试题分析：（1）因为CO2为共价化合物，则电子式为，所含化学键为共价键，故答案为：；共价键；

（2）①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-49.1kJ•mol-1

②2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-24.5kJ•mol-1

①根据盖斯定律①×2+②，则CO2（g）加H2（g）转化为CH3OCH3（g）和H2O（g）的热化学方程式为2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-122.7 kJ•mol-1；故答案为：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-122.7 kJ•mol-1；

②a．逆反应速率先增大后减小，说明平衡向逆反应方向移动，故不选；b．H2的转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，故选；c．CO2的体积百分含量减小，可能为减小二氧化碳的量使平衡向逆反应方向移动，故不选；d．容器中c（H2）/c（CO2）的值减小，可能为减小氢气的量使平衡向逆反应方向移动，故不选；故选：b；

③T1温度下，将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中，由图象可知，5min后反应达到平衡状态时二氧化碳转化率为60%，则生成CH3OCH3为6mol×60%×=1.8mol，所以平均反应速率v（CH3OCH3）==0.18 mol．L-1min-1；又平衡常数仅与温度有关，所以KA=KC，又根据图象在相同投料比时T1温度下二氧化碳转化率大，所以T1温度下较T2温度下反应向正反应方向移动，则KA=KC＞KB，故答案为：0.18 mol．L-1min-1；KA=KC＞KB；

（3）根据盐类水解规律，已知NH3．H2O的电离平衡常数K=1.75×10-5，H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7，K2=4.7×10-11，所以碳酸氢根的水解程度更大，所以NH4HCO3显碱性；反应NH4++HCO3-+H2O═NH3．H2O+H2CO3的平衡常数K====1.3×10-3；故答案为：碱性；1.3×10-3。