低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是一个重要研究方向，既可...

低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是一个重要研究方向，既可变废为宝，又可减少碳的排放。工业上可用CO2和H2制备被誉为“21世纪的清洁燃料”二甲醚(CH3OCH3)：

如在500℃时，在密闭容器中将炼焦中的CO2转化为二甲醚，其相关反应为：

主反应I：2CO2 (g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H1

副反应II：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2

(1)已知：①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.1kJ/mol

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-24.5kJ/mol

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H= -41.0kJ/mol

则主反应I的△H1=______。

(2)在一定温度下某密闭容器中按CO2和H2的浓度比为1：3投料进行反应，测得不同时间段部分物质的浓度如下表：

①10-20min 内，CH3OCH3的平均反应速率v(CH3OCH3)=_______。

②根据以上数据计算主反应I的平衡常数K=______(列式，代入数据，不计算结果)。

(3)欲提高CH3OCH3产率的关键的因素是选用合适的催化剂，其原因是_______。

(4)对于反应II，温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示：下列有关说法不正确的是_______。

A.其他条件不变，若不使用催化剂，则250℃时CO2的平衡转化率可能位于Ml

B.温度低于250°C时，随温度升高甲醇的产率增大

C.M点时平衡常数比N点时平衡常数大

D.实际反应应尽可能在较低的温度下进行，以提高CO2的转化

(5)利用太阳能电池将CO2转化为乙烯、丙烯等有机化工原料，其工作原理如图所示。则a为太阳能电池的_______极，写M极上生成丙烯的电极反应式为_________。

-122.7kJ/mol 0.003mol/(L·min) 适的催化剂能大幅提高主反应速率，从而提高二甲醚的产率 ABD 负极 3CO2+18H++18e-=6H2O+CH3CH=CH2 【解析】 (1)根据盖斯定律，将已知的三个热化学方程式叠加，可得主反应I的热化学方程式； (2)①根据v=计算反应速率； ②根据平衡常数的含义计算该反应达到平衡时的化学平衡常数； (3)根据催化剂的作用分析判断； (4)根据温度、催化剂对化学反应速率、化学平衡移动的影响分析、判断； (5)根据电解池原理分析判断，书写电极反应式。 (1)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.1 kJ/mol ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-24.5 kJ/mol ③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H= -41.0 kJ/mol ①×2+②-③×2，整理可得2CO2 (g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H1=-122.7 kJ/mol； (2)结合表格数据，根据v=可知在10～20min 内，CH3OCH3的平均反应速率v(CH3OCH3)==0.003 mol/(L·min)； ②反应开始是c(H2)=1.00 mol，平衡时c(H2)=0.30 mol，反应反应消耗H2浓度为△c(H2)=(1.00-0.30) mol/L=0.70 mol/L，其中发生反应：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)，c(CH3OCH3)=0.10 mol/L，则c(H2O)=0.30 mol/L，反应消耗H2浓度为0.60mol/L，发生副反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+2H2O(g)消耗H2的非浓度是0.10mol/L，其产生的H2O的浓度是mol/L，所以平衡时水的浓度是c(H2O)=(0.30+)mol/L；按CO2和H2的浓度比为1：3投料，发生两个反应时CO2和H2是按1：3关系反应，达到平衡时二者的物质的量浓度比也是1：3，反应达到平衡时c(CO2)=（-0.2+）=0.10 mol/L；故主反应I达到平衡时的化学平衡常数K=； (3)有些物质对某一反应有催化作用，对其它反应可能无催化作用或催化效率很低，采用适当的催化剂能大幅提高主反应速率，减少副反应的发生，从而提高二甲醚的产率； (4)A.催化剂不能影响平衡移动，只能改变反应速率，A错误； B.温度低于250℃时，随温度升高，平衡逆向移动，甲醇的产率减小，B错误； C.升高温度二氧化碳的平衡转化率降低，则升温平衡逆向移动，所以M点时化学平衡常数大于N点，C正确； D.较低的温度下进行反应，平衡正向进行，CO2的转化率较高，但催化剂的活性、反应速率减小，不利于反应进行，D错误；故合理选项是ABD； (5)CO2在M电极得到电子，被还原产生丙烯，则M电极为阴极，与电源负极连接的电极为阴极，所以a电极为阴极，M电极的电极反应式为：3CO2+18H++18e-=6H2O+CH3CH=CH2。

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考点分析：

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