Question

在一定條件下，科學(xué)家利用從煙道氣中分離出CO₂與太陽(yáng)能電池電解水產(chǎn)生的H₂合成甲醇，其過程如圖所示，試回答下列問題：

（1）該合成路線對(duì)于環(huán)境保護(hù)的價(jià)值在于

有利于防止溫室效應(yīng)

．
（2）15～20%的乙醇胺（HOCH₂CH₂NH₂）水溶液具有弱堿性，上述合成線路中用作CO₂吸收劑．用離子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱堿性的原因：

HOCH₂CH₂NH₂+H₂O?HOCH₂CH₂NH₃⁺+OH^-

．
（3）CH₃OH（l）、H₂的燃燒熱分別為：△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.8kJ/mol，寫出工業(yè)上以CO₂、H₂合成CH₃OH的熱化學(xué)方程式：

CO₂（g）+3H₂（g）→CH₃OH（l）+H₂O（l）△H=-131.9kJ/mol

．
（4）據(jù)報(bào)道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇也已成為現(xiàn)實(shí)．
2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）下列敘述正確的是

acd

．
a．使用Cu-Zn-Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率
b．反應(yīng)需在300℃進(jìn)行可推測(cè)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
c．充入大量CO₂氣體可提高H₂的轉(zhuǎn)化率
d．從平衡混合氣體中分離出CH₃CH₂OH和H₂O可提高CO₂和H₂的利用率．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)二氧化碳產(chǎn)生的危害進(jìn)行分析；
（2）氨基結(jié)合水電離平衡中的氫離子，促進(jìn)水電離平衡正向進(jìn)行，氫氧根離子濃度增大，溶液顯堿性；
（3）利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱，并書寫熱化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)催化劑、溫度、濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響來分析解答，并注意吸熱反應(yīng)與反應(yīng)的條件無(wú)關(guān)．

解答：解：（1）二氧化碳會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)，而本題中的反應(yīng)恰好消耗了二氧化碳，有利于防止溫室效應(yīng)；
故答案為：減少煙道氣中二氧化碳排放到空氣中造成溫室效應(yīng)；
（2）乙醇胺水溶液呈弱堿性是取代基氨基結(jié)合氫離子，使溶液中的氫氧根離子濃度增大，反應(yīng)的離子方程式為：HOCH₂CH₂NH₂+H₂O?HOCH₂CH₂NH₃⁺+OH^-；
故答案為：HOCH₂CH₂NH₂+H₂O?HOCH₂CH₂NH₃⁺+OH^-；
（3）甲醇和氫氣的燃燒熱書寫其熱化學(xué)方程式分別為：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l），△H₁=-1451kJ/mol；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l），△H₂=-571.6KJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（l）+H₂O（l）
可以看成是方程式

3

2

×②-①×

1

2

；所以△H=×

3

2

（-571.6KJ/mol）-（-1451kJ/mol）×

1

2

=-131.9KJ/mol，
故答案為：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（l）+H₂O（l），△H=-131.9KJ/mol；
（4）a、因催化劑能提高化學(xué)反應(yīng)速率，加快反應(yīng)進(jìn)行，則在一定時(shí)間內(nèi)提高了生產(chǎn)效率，故a對(duì)；
b、反應(yīng)需在300℃進(jìn)行是為了獲得較快的反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)是吸熱還是放熱，故b錯(cuò)；
c、充入大量CO₂氣體，能使平衡正向移動(dòng)，提高H₂的轉(zhuǎn)化率，故c對(duì)；
d、從平衡混合物中及時(shí)分離出產(chǎn)物，使平衡正向移動(dòng)，可提高CO₂和H₂的轉(zhuǎn)化率，故d對(duì)；
故選acd；
故答案為：acd；

點(diǎn)評(píng)：本題考查熱化學(xué)方程式書寫，燃燒熱概念分析應(yīng)用，流程分析，化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識(shí)，易錯(cuò)點(diǎn)為利用化學(xué)平衡知識(shí)判斷反應(yīng)吸熱還是放熱時(shí)，一定要注意溫度的變化使反應(yīng)正向移動(dòng)還是逆向移動(dòng)，倘若給出的信息為溫度條件則無(wú)法判斷，升高溫度化學(xué)平衡向吸熱的方向移動(dòng)，而吸熱反應(yīng)取決于反應(yīng)物與生成物總能量的相對(duì)大小．題目難度中等．