17.如圖是碳的正常循環(huán),但由于過度燃燒化石燃料,造成二氧化碳濃度不斷上升.研究和解決二氧化碳捕集、存儲和轉(zhuǎn)化問題成為當前化學工作者的重要使命.

(1)有關(guān)碳循環(huán)的說法中正確的是ac
a.光合作用是光能轉(zhuǎn)化成化學能b.化石燃料是可再生的
c.循環(huán)過程有氧化還原反應d.石油中含乙烯、丙烯,通過加聚反應得到高分子化合物
(2)用釕的配合物作催化劑,一定條件下可直接光催化分解CO2發(fā)生反應:2CO2(g)=2CO(g)+O2(g),該反應的△H0>,(選填:>、<、=).
(3)CO2轉(zhuǎn)化途徑之一是:利用太陽能或生物質(zhì)能分解水制H2,然后將H2與CO2轉(zhuǎn)化為甲醇或其它的物質(zhì).
2H2O(1)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.5kJ•mol-1
3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(1)△H=-137.8kJ•mol-1
則反應:4H2O (1)+2CO2(g)=2CH3OH(l)+3O2(g)△H=kJ•mol-1
你認為該方法需要解決的技術(shù)問題有:.
a.開發(fā)高效光催化劑
b.將光催化制取的氫氣從反應體系中有效分離,并與CO2催化轉(zhuǎn)化.
c.二氧化碳及水資源的來源供應
(4)用稀氨水噴霧捕集CO2最終可得產(chǎn)品NH4HCO3.在捕集時,氣相中有中間體NH2COONH4(氨基甲酸銨)生成.現(xiàn)將一定量純凈的氨基甲酸銨置于恒容的密閉真空容器中,分別在不同溫度下進行反應:NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g).實驗測得的有關(guān)數(shù)據(jù)見下表.( t1<t2<t3
溫度(℃)
氣體總濃度
(mol/L)
時間(min)
152535
0000
t19×10-32.7×10-28.1×10-2
t23×10-24.8×10-29.4×10-2
t33×10-24.8×10-29.4×10-2
氨基甲酸銨分解反應是吸熱反應(“放熱”、“吸熱”).在15℃,此反應的化學平衡常數(shù)為:4×10-6
(5)用一種鉀鹽水溶液作電解質(zhì),CO2電催化還原為碳氫化合物(其原理見圖).在陰極上產(chǎn)生乙烯的電極反應方程式為:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O.

分析 (1)a.光合作用是光能轉(zhuǎn)化成化學能;
b.化石燃料是不可再生的
c.化石燃料轉(zhuǎn)化為二氧化碳的循環(huán)過程是氧化還原反應;
d.裂解的目的是為了獲得乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯、乙炔等;而不是石油中含乙烯、丙烯;
(2)當△G=△H-T•△S<0時,反應能自發(fā)進行;
(3)根據(jù)蓋斯定律,結(jié)合已知熱化學方程式,計算求解;根據(jù)所以發(fā)生反應需要的條件判斷;
(4)根據(jù)表中溫度對生產(chǎn)氣體的濃度的影響分析;根據(jù)表中數(shù)據(jù)求出反應NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)的平衡常數(shù),表中數(shù)據(jù)求出反應NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)可知,c(NH3)=3×10-2×$\frac{2}{3}$=2×10-2mol/L,c(CO2)=3×10-2×$\frac{1}{3}$=1×10-2mol/L;
(5)在陰極上二氧化碳得電子生成乙烯,所以其電極反應式為:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O.

解答 解:(1)a.光合作用是光能轉(zhuǎn)化成化學能,故正確;
b.化石燃料是不可再生的,故錯誤;
c.化石燃料轉(zhuǎn)化為二氧化碳的循環(huán)過程是氧化還原反應,故正確;
d.裂解的目的是為了獲得乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯、乙炔等;而不是石油中含乙烯、丙烯,故錯誤;
故選:ac;
(2)2CO2(g)→2CO(g)+O2(g),反應后氣體物質(zhì)的量增大,則混亂度增大,即△S>0;一定條件下可直接光催化分解CO2發(fā)生反應,△G=△H-T•△S<0時,反應能自發(fā)進行,則該反應△H>0,
故答案為:>;
(3)光催化制氫:①2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)△H=+571.5kJ•mol-1
H2與CO2耦合反應:②3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(l)+H2O(l)△H=-137.8kJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律,把①×3+②×2得方程4H2O(l)+2CO2(g)→2CH3OH(l)+3O2(g)△H=571.5×3+(-137.8)×2=1438.9kJ•mol-1;根據(jù)所以發(fā)生反應需要的條件可知需要解決的技術(shù)問題有:開發(fā)高效光催化劑;將光催化制取的氫從反應體系中有效分離,并與CO2耦合催化轉(zhuǎn)化;
故答案為:+1438.9;ab;
(4)從表中數(shù)據(jù)可以看出,隨著溫度升高,氣體的總濃度增大,平衡正向移動,則該反應為吸熱反應;表中數(shù)據(jù)求出反應NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)可知,c(NH3)=3×10-2×$\frac{2}{3}$=2×10-2mol/L,c(CO2)=3×10-2×$\frac{1}{3}$=1×10-2mol/L,所以K=c2(NH3)×c(CO2)=(2×10-2mol)2×1×10-2=4×10-6,
故答案為:吸熱;4×10-6;
(5)在陰極上二氧化碳得電子生成乙烯,所以其電極反應式為:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O,故答案為:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O.

點評 本題考查了蓋斯定律的應用,反應速率概念及其計算,化學平衡、化學平衡常數(shù)的概念及其計算,以及判斷反應的焓變、熵變,電極方程式的書寫等相關(guān)知識的試題,要求考生利用圖表、進行數(shù)據(jù)分析判斷,吸收、提取有效信息,突出了化學信息運用能力的考查,題目難度較大.

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K(CH3COOH)
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K(HClO)
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常溫下,稀釋CH3COOH、HClO兩種酸時,溶液的pH隨加水量變化的曲線如圖所示,下列說法正確的是( 。
A.相同濃度的CH3COOH和HClO的混合溶液中,各離子濃度的大小關(guān)系是:c(H+)>c(ClO-)>c(CH3COO-)>c(OH-
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