Question

【題目】CO2的利用是國際社會普遍關(guān)注的問題。

（1）CO2的電子式是______。

（2）CO2在催化劑作用下可以直接轉(zhuǎn)化為乙二醇和甲醇，但若反應(yīng)溫度過高，乙二醇會深度加氫生成乙醇。

獲取乙二醇的反應(yīng)歷程可分為如下2步：

Ⅰ．

Ⅱ．EC加氫生成乙二醇與甲醇

① 步驟Ⅱ的熱化學(xué)方程式是______。

② 研究反應(yīng)溫度對EC加氫的影響（反應(yīng)時間均為4小時），實驗數(shù)據(jù)見下表：

反應(yīng)溫度/ ℃	EC轉(zhuǎn)化率/ %	產(chǎn)率/ %
		乙二醇	甲醇
160	23.8	23.2	12.9
180	62.1	60.9	31.5
200	99.9	94.7	62.3
220	99.9	92.4	46.1

由上表可知，溫度越高，EC的轉(zhuǎn)化率越高，原因是______。溫度升高到220 ℃時，乙二醇的產(chǎn)率反而降低，原因是______。

（3）用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，電解CO2可制取甲醇，裝置如下圖所示，電極a接電源的______極（填“正”或“負”），生成甲醇的電極反應(yīng)式是______。

（4）CO2較穩(wěn)定、能量低。為實現(xiàn)CO2的化學(xué)利用，下列研究方向合理的是______（填序號）。

a．選擇高能量的反應(yīng)物和CO2反應(yīng)獲得低能量的生成物

b．利用電能、光能或熱能活化CO2分子

c．選擇高效的催化劑

Answer 1

【答案】 溫度越高，反應(yīng)速率越快 反應(yīng)溫度過高，乙二醇會深度加氫生成乙醇，乙二醇的產(chǎn)率降低 負 CO2 + 6H+ + 6e == CH3OH + H2O abc

【解析】（1）①CO2為共價化合物，碳氧之間形成2條共價鍵，CO2的電子式是；正確答案：。

（2）根據(jù)蓋斯定律可知：反應(yīng)Ⅱ-反應(yīng)Ⅰ，可得步驟Ⅱ的熱化學(xué)方程式是；正確答案：。

②由上表可知，溫度越高，反應(yīng)速率越快；EC的轉(zhuǎn)化率越高；當(dāng)溫度升高到220 ℃時，乙二醇會深度加氫生成乙醇，乙二醇的產(chǎn)率降低；正確答案：溫度越高，反應(yīng)速率越快；反應(yīng)溫度過高，乙二醇會深度加氫生成乙醇，乙二醇的產(chǎn)率降低。

（3）CO2中碳+4價，甲醇中碳為-2價，電解CO2可制取甲醇，發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a接電源的負極，生成甲醇的電極反應(yīng)式是CO2 + 6H+ + 6e == CH3OH + H2O； 正確答案：負；CO2 + 6H+ + 6e == CH3OH + H2O。

（4）CO2較穩(wěn)定、能量低，為實現(xiàn)CO2的化學(xué)利用，選擇高能量的反應(yīng)物和CO2反應(yīng)獲得低能量的生成物，有利于反應(yīng)的發(fā)生，a正確；利用電能、光能或熱能活化CO2分子，增加二氧化碳活化分子百分數(shù)，加快反應(yīng)速率，b正確；選擇高效的催化劑，加快反應(yīng)速率，提高效率，c正確；正確選項abc。