Question

綜合利用CO₂對環(huán)境保護及能源開發(fā)意義重大．
（1）Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂．如果尋找吸收CO₂的其他物質(zhì)，下列建議合理的是

 

．
a．可在堿性氧化物中尋找
b．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中尋找
c．可在具有強氧化性的物質(zhì)中尋找
（2）Li₂O吸收CO₂后，產(chǎn)物用于合成Li₄SiO₄，Li₄SiO₄用于吸收、釋放CO₂．原理是：在500℃，CO₂與Li₄SiO₄接觸后生成Li₂CO₃；平衡后加熱至700℃，反應(yīng)逆向進行，放出CO₂，Li₄SiO₄再生，說明該原理的化學方程式是

 

．
（3）利用反應(yīng)A可將釋放的CO₂轉(zhuǎn)化為具有工業(yè)利用價值的產(chǎn)品．
反應(yīng)A：CO₂+H₂O

電解  .

高溫

CO+H₂+O₂
已知：

①反應(yīng)Ⅱ是

 

反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”），其原因是

 

．
②反應(yīng)A的熱化學方程式是

 

．
（4）高溫電解技術(shù)能高效實現(xiàn)（3）中反應(yīng)A，工作原理示意圖如圖：

①電極b發(fā)生

 

（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)．
②CO₂在電極a放電的反應(yīng)式是

 

．
（5）CO與H₂在高溫下合成C₅H₁₂（汽油的一種成分）減少碳排放．已知燃燒1mol C₅H₁₂（g）生成H₂O（g）放出約3540kJ的熱量．根據(jù)化學平衡原理，說明提高合成C₅H₁₂的產(chǎn)率可采取的措施是

 

．

Answer 1

考點：常見的生活環(huán)境的污染及治理,反應(yīng)熱和焓變,化學電源新型電池

專題：化學反應(yīng)中的能量變化,電化學專題,化學應(yīng)用

分析：（1）二氧化碳為酸性氣體，Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂與氧化性無關(guān)；
（2）根據(jù)題干信息，反應(yīng)物為CO₂與Li₄SiO₄，生成物有Li₂CO₃，根據(jù)質(zhì)量守恒進行解答；
（3）①當反應(yīng)物的能量低于生成物總能量時，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，吸熱反應(yīng)是化學反應(yīng)中反應(yīng)物獲得能量在生成物中儲存的過程；②根據(jù)圖示反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ書寫熱化學反應(yīng)方程式，構(gòu)造目標方程式利用蓋斯定律解答；
（4）二氧化碳、水分別在a極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成一氧化碳、氫氣，同時生成氧離子；電極b氧離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣；
（5）反應(yīng)為5CO+11H₂?C₅H₁₂+5H₂O△H＜0，提高合成C₅H₁₂的產(chǎn)率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動，結(jié)合方程式的特點和影響化學平衡的條件解答；

解答： 解：（1）a．Li₂O、Na₂O、MgO均屬于堿性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO₂，可在堿性氧化物中尋找吸收CO₂的其他物質(zhì)，故a正確；
b．Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂，鈉、鎂為ⅠA、ⅡA族元素，所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中尋找吸收CO₂的其他物質(zhì)，故b正確；
c．Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂，但它們都沒有強氧化性，且吸收二氧化碳與氧化還原無關(guān)，故c錯誤；
故答案為：ab；
（2）在500℃，CO₂與Li₄SiO₄接觸后生成Li₂CO₃，反應(yīng)物為CO₂與Li₄SiO₄，生成物有Li₂CO₃，根據(jù)質(zhì)量守恒可知產(chǎn)物還有Li₂SiO₃，所以化學方程式為：CO₂+Li₄SiO₄

500℃  .

700℃

Li₂CO₃+Li₂SiO₃，
故答案為：CO₂+Li₄SiO₄

500℃  .

700℃

Li₂CO₃+Li₂SiO₃；
（3）①△H＞0表示吸熱，反之放熱，當反應(yīng)物的能量低于生成物總能量時，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng)，
反應(yīng)Ⅱ為吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；反應(yīng)物總能量低于生成物總能量（或△H＞0）；
②根據(jù)圖示反應(yīng)Ⅰ：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol，根據(jù)圖示反應(yīng)Ⅱ：CO₂（g）=CO（g）+

1

2

O₂（g）△H=+283.0KJ/mol，反應(yīng)A：CO₂+H₂O

電解  .

高溫

CO+H₂+O₂，為Ⅱ-Ⅰ所得，所以熱化學方程式為：CO₂（g）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）+O₂（g）△H=+524.8 kJ?mol^-1，
故答案為：CO₂（g）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）+O₂（g）△H=+524.8 kJ?mol^-1；
（4）①CO₂+H₂O

電解  .

高溫

CO+H₂+O₂，二氧化碳中的碳元素化合價降低，被還原，水中的氫元素化合價降低被還原，反應(yīng)物中的氧元素化合價升高，被氧化，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣；
故答案為：氧化；
②二氧化碳在a極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成一氧化碳同時生成氧離子，反應(yīng)電極反應(yīng)式為：CO₂+2e^-═CO+O^2-，
故答案為：CO₂+2e^-═CO+O^2-；
（5）①CO₂（g）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）+O₂（g）△H=+524.8 kJ?mol^-1；②C₅H₁₂（l）+8O₂（g）=5CO₂（g）+6H₂O（g）△H=-3540KJ?mol^-1，③H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol，由三者可知：③×6-①×5-②可得5CO（g）+11H₂（g）?C₅H₁₂（g）+5H₂O（g）△H=-533.6kJ/mol，提高合成C₅H₁₂的產(chǎn)率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動，所以可采取增大壓強或及時將生成的C₅H₁₂分離出去或降低溫度，
故答案為：增大壓強或及時將生成的C₅H₁₂分離出去或降低溫度；

點評：本題主要考查了綜合利用CO₂，涉及熱化學反應(yīng)、電化學、化學平衡影響因素等，較為綜合，運用蓋斯定律結(jié)合化學平衡移動的影響因素是解答（5）的關(guān)鍵，題目難度中等．