Question

我国在CO₂催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO₂转化过程示意图如下：

回答下列问题：

（1）二氧化碳分子中的化学键是_________________，物质乙的化学式是______________。

（2）写出反应①的化学方程式__________________________________。

（3）实验室常用纯净碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，反应过程中产生二氧化碳的速率V(CO₂) 与时间关系如下图：

①由图像分析，化学反应速率最快一段是___________。

②为了增大上述化学反应的反应速率，欲向溶液中加入下列物质，你认为可行的是_________(填写序号)。

A.蒸馏水     B.氯化钠溶液     C.浓盐酸       D.加热

（4）二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，当氢氧化钠过量时反应生成碳酸钠，当氢氧化钠少量时反应生成碳酸氢钠。当二氧化碳与氢氧化钠反成的物质的量比为2:3时，溶液中的溶质是_______________。

（5）从原子结构角度说明氧原子得电子能力强于碳原子：___________________________________。

（6）在一定条件下，工业上也可用CO₂合成甲醇(CH₃OH)，其化学方程式为：CO₂(g)+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g)。 将a molCO2与bmolH2充入容积为2L的密闭容器中发生上述反应，t min时测得甲醇的物质的量为c mol。计算0-t min内CO2的反应速率为_________ mol·L^-1·s^-1。 [X 的反应速率ν(X)=X的物质的量浓度变化/变化需要的时间]

Answer

共价键 C5H12 CO2+H2CO +H2O EF CD 碳酸钠、碳酸氢钠 两原子核外电子层相同，氧原子的最外层电子数多于碳原子，氧的原子核对最外层电子的作用力大于碳原子，所以氧原子得电子能力强于碳原子 c/2t

【解析】（1）二氧化碳分子中的化学键是共价键，根据图示，乙是C5H12；

（2）反应①是CO2和H2生成CO，产物应还有水，故方程式为：CO2+H2CO +H2O；

（3）①由图像分析，在速率V(CO2) 与时间关系图中，斜率越大反应速率越大，化学反应速率最快一段是EF；

②为了增大上述化学反应的反应速率，加入蒸馏水降低盐酸浓度，速率降低；加入氯化钠溶液，是氢离子浓度降低，速率降低；加入浓盐酸，增大了盐酸浓度，反应速率加快，加热速率加快，故选CD；

（4）OH-+CO2==HCO3-；2OH-+CO2==CO32-+H2O

当二氧化碳与氢氧化钠物质的量之比为：1：2时生成碳酸钠，当二氧化碳与氢氧化钠的物质的量比为2:3时，不知生成碳酸钠，故溶液中的溶质是碳酸钠、碳酸氢钠；

（5）氧原子得电子能力强于碳原子的原因是：氧原子的半径小于碳原子，氧的原子核对最外层电子的作用力大于碳原子，所以氧原子得电子能力强于碳原子；

（6） CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)

反应前（mol） a b 0 0

反应中（mol） c 3c c c

t min时（mol） c

所以，0-t min内CO2的反应速率为：c/2t mol·L-1·mol-1。