Question

5．二氧化碳的捕捉、封存與再利用是實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的重要途徑之一．
（1）二氧化碳的電子式為
（2）下列利用二氧化碳的反應(yīng)中原子利用率達(dá)100%的是bd（填序號(hào)）．
a．CO₂+2NH₃ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$CO（NH₂）₂+H₂O      
 b．CO₂+CH₄$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$CH₃COOH
c．CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$CH₃OH+H₂O
d．$\stackrel{催化劑}{→}$
（3）一種正在開發(fā)的利用二氧化碳制取甲醇的流程如下：

①反應(yīng)（Ⅰ）將CO₂和H₂O轉(zhuǎn)化為甲酸常用途徑有兩種，如圖1和 2

圖1中能量主要轉(zhuǎn)化方式為光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，圖2中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO₂+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2HCOOH+O₂
②在5L的恒溫恒容密閉容器中充入1moLCO和4molH₂，加入催化劑發(fā)生反應(yīng)，測得CO及CH₃OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖3所示．
③圖中第10min（填數(shù)字）反應(yīng)達(dá)到平衡，CO在0～4min內(nèi)的平均反應(yīng)速率比在4～8min內(nèi)的快，其原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行CO的濃度不斷變小（或容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不斷減�。�；達(dá)到平衡時(shí)氫氣的濃度為0.5mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）二氧化碳為共價(jià)化合物，其分子中存在兩個(gè)碳氧雙鍵，碳原子和氧原子最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；
（2）化學(xué)反應(yīng)中，原子的利用率達(dá)到100%，應(yīng)是反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物，沒有其它物質(zhì)生成，以此解答該題；
（3）①圖1中能量主要轉(zhuǎn)化方式為光照反應(yīng)二氧化碳和水反應(yīng)生成甲酸和氧氣；圖2中發(fā)生反應(yīng)是通電電解陽極生成氧氣，陰極生成甲酸；
③反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量保持不變，說明反應(yīng)大多平衡狀態(tài)，開始物質(zhì)濃度大反應(yīng)速率快，隨反應(yīng)進(jìn)行濃度減小反應(yīng)速率減小，結(jié)合三行計(jì)算列式計(jì)算得到全球的平衡濃度．

解答 解：（1）二氧化碳分子中存在兩個(gè)碳碳雙鍵，氧原子和碳原子最外層都為8個(gè)電子，二氧化碳正確的電子式為：，
故答案為：；
（2）a．有副產(chǎn)品水生成，原子利用率沒有達(dá)到100%，故a錯(cuò)誤；
b．反應(yīng)為化合反應(yīng)，反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化為生成物，沒有其它物質(zhì)生成，則原子利用率達(dá)100%，故b正確；
c．有副產(chǎn)物水生成，原子利用率沒有達(dá)到100%，故C錯(cuò)誤；
d．該反應(yīng)為聚合反應(yīng)，原子利用率達(dá)到100%，故d正確．
故答案為：bd；
（3）①圖1中能量主要轉(zhuǎn)化方式為光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，圖2中發(fā)生反應(yīng)是通電電解陽極生成氧氣，陰極生成甲酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ 2HCOOH+O₂，
故答案為：光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能； 2CO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ 2HCOOH+O₂；
③反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，圖象中10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)CO物質(zhì)的量0.25mol，變化了1.00mol-0.25mol=0.75mol，甲醇生成了0.75mol，CO在0～4min內(nèi)的平均反應(yīng)速率比在4～8min內(nèi)的快，其原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行CO的濃度不斷變�。ɑ蛉萜鲀�(nèi)氣體的壓強(qiáng)不斷減�。�，
            CO+2H₂=CH₃OH
起始量：1       4           0
變化量：0.75   1.5      0.75
平衡量：0.25   2.5      0.75
  達(dá)到平衡時(shí)氫氣的濃度=$\frac{2.5mol}{5L}$=0.5mol/L，
故答案為：10；隨著反應(yīng)的進(jìn)行CO的濃度不斷變小（或容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不斷減�。�；0.5mol•L^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了反應(yīng)過程中能量變化、原子利用率、化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、圖象分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．