题目

题型：不详难度：来源：

（10分）
一种将CO₂变为燃料或有机化学品的构想分成3个步骤：
①利用浓碳酸钾溶液吸收空气中的CO₂；
②将第①步吸收液电解产生H₂和O₂，同时分离出CO₂；
③将第②步产生的H₂和CO₂在一定条件下转化成CH₄和H₂O₂。
已知：H₂（g）+O₂（g）=H₂O（l） △H₁=—285.8kJ/mol
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H₂=—889.6kJ/mol
H₂O（l）=H₂O（g） △H₃=+44.0kJ/mol
（1）第③步反应的热化学方程式为        。
  （2）若在第②步电解吸收液时产生11.2LO₂（标准状况下），则第③步中最多可制得   L甲烷（标准状况下）  （3）为探究在密闭容器中进行第③步反应的最佳投料比，某
研究小组向恒温（T₁、T₂均大于100℃）恒容容器中充
入一定量的H₂，在其他条件不变的情况下，改变起始
CO₂的物质的量测定达到平衡时CH₄的体积分数，实
验结果如右图所示。则a、c两点处所的平衡状态中，
氢气的转化率的大小关系是a(a)    a(c)（填“>”“<”
或“=”），a、b、c、d四点所处的平衡状态中，对应的
平衡常数K_a、K_b、K_c、K_d的大小关系是          。
（4）H₂和CO₂在一定条件下也能转化成甲酸。甲酸，空气，质子交换膜和惰性电极组成的燃料电池工作时，负极发生的电极反应可表示为        。

答案

解析

（10分，每空2分）
（1）CO₂(g)+4H₂(g)=CH₄(g)+2H₂O(l)   △H=-253.6kJ/mol
或CO₂(g)+4H₂(g)=CH₄(g)+2H₂O(g)   △H=-165.6kJ/mol
（2）5.6
（3）<    K_a=K_t>K_b=K_d
（4）HCOOH-2e^-=CO₂↑+2H⁺