Question

【題目】我國(guó)在CO2催化加氫制取汽油方面取得突破性進(jìn)展，CO2轉(zhuǎn)化過(guò)程示意圖如下：

回答下列問(wèn)題：

（1）二氧化碳分子中的化學(xué)鍵是_________________，物質(zhì)乙的化學(xué)式是______________。

（2）寫(xiě)出反應(yīng)①的化學(xué)方程式__________________________________。

（3）實(shí)驗(yàn)室常用純凈碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生二氧化碳的速率V(CO2) 與時(shí)間關(guān)系如下圖：

①由圖像分析，化學(xué)反應(yīng)速率最快一段是___________。

②為了增大上述化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率，欲向溶液中加入下列物質(zhì)，你認(rèn)為可行的是_________(填寫(xiě)序號(hào))。

A.蒸餾水 B.氯化鈉溶液 C.濃鹽酸 D.加熱

（4）二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，當(dāng)氫氧化鈉過(guò)量時(shí)反應(yīng)生成碳酸鈉，當(dāng)氫氧化鈉少量時(shí)反應(yīng)生成碳酸氫鈉。當(dāng)二氧化碳與氫氧化鈉反成的物質(zhì)的量比為2:3時(shí)，溶液中的溶質(zhì)是_______________。

（5）從原子結(jié)構(gòu)角度說(shuō)明氧原子得電子能力強(qiáng)于碳原子：___________________________________。

（6）在一定條件下，工業(yè)上也可用CO2合成甲醇(CH3OH)，其化學(xué)方程式為：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。 將a molCO2與bmolH2充入容積為2L的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，t min時(shí)測(cè)得甲醇的物質(zhì)的量為c mol。計(jì)算0-t min內(nèi)CO2的反應(yīng)速率為_________ mol·L-1·s-1。 [X 的反應(yīng)速率ν(X)=X的物質(zhì)的量濃度變化/變化需要的時(shí)間]

Answer 1

【答案】 共價(jià)鍵 C5H12 CO2+H2CO +H2O EF CD 碳酸鈉、碳酸氫鈉 兩原子核外電子層相同，氧原子的最外層電子數(shù)多于碳原子，氧的原子核對(duì)最外層電子的作用力大于碳原子，所以氧原子得電子能力強(qiáng)于碳原子 c/2t

【解析】（1）二氧化碳分子中的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵，根據(jù)圖示，乙是C5H12；

（2）反應(yīng)①是CO2和H2生成CO，產(chǎn)物應(yīng)還有水，故方程式為：CO2+H2CO +H2O；

（3）①由圖像分析，在速率V(CO2) 與時(shí)間關(guān)系圖中，斜率越大反應(yīng)速率越大，化學(xué)反應(yīng)速率最快一段是EF；

②為了增大上述化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率，加入蒸餾水降低鹽酸濃度，速率降低；加入氯化鈉溶液，是氫離子濃度降低，速率降低；加入濃鹽酸，增大了鹽酸濃度，反應(yīng)速率加快，加熱速率加快，故選CD；

（4）OH-+CO2==HCO3-；2OH-+CO2==CO32-+H2O

當(dāng)二氧化碳與氫氧化鈉物質(zhì)的量之比為：1：2時(shí)生成碳酸鈉，當(dāng)二氧化碳與氫氧化鈉的物質(zhì)的量比為2:3時(shí)，不知生成碳酸鈉，故溶液中的溶質(zhì)是碳酸鈉、碳酸氫鈉；

（5）氧原子得電子能力強(qiáng)于碳原子的原因是：氧原子的半徑小于碳原子，氧的原子核對(duì)最外層電子的作用力大于碳原子，所以氧原子得電子能力強(qiáng)于碳原子；

（6） CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)

反應(yīng)前（mol） a b 0 0

反應(yīng)中（mol） c 3c c c

t min時(shí)（mol） c

所以，0-t min內(nèi)CO2的反應(yīng)速率為：c/2t mol·L-1·mol-1。