Question

由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)．下圖是由二氧化碳合成乙醇的技術(shù)流程：
吸收池中盛有飽和碳酸鉀溶液，把含有二氧化碳的空氣吹入吸收池中，吸收池中反應(yīng)液進(jìn)入分解池后，向分解池中通入高溫水蒸汽，把二氧化碳從溶液中提取出來，在合成塔中和氫氣經(jīng)化學(xué)反應(yīng)使之變?yōu)榭稍偕�燃料乙醇．回答下列問題：
（1）寫出吸收池中反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）從分解池中循環(huán)使用的物質(zhì)是

 

．
（3）工業(yè)上還采取以CO和H₂為原料合成乙醇，其化學(xué)反應(yīng)方程式為：2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式 K=

 

．
（4）在相同條件下，由CO制取CH₃CH₂OH的平衡常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由CO₂制取CH₃CH₂OH的平衡常數(shù)．則由CO制取CH₃CH₂OH相比由CO₂制備CH₃CH₂OH的優(yōu)點(diǎn)是

 

（寫出一點(diǎn)即可）；
（5）已知：一定條件下，2.0g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出59.43kJ的熱量，在該條件下：
①寫出表示乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式

 

．②若以乙醇作燃料，KOH作電解質(zhì)，構(gòu)成燃料電池，請寫出負(fù)極的電極方程式：

 

．
（6）在一定壓強(qiáng)下，測得由CO₂制取CH₃CH₂OH的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

溫度（K） CO2轉(zhuǎn)化率% n（H2）/n（CO2）	500	600	700	800
1.5	45	33	20	12
2.0	60	43	28	15
3.0	83	62	37	22

根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析：
溫度升高，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值

 

（選填“增大”、“減小”或“不變”）；

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式

專題：化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題

分析：（1）吸收池中盛有飽和碳酸鉀溶液，吸收空氣中的二氧化碳，轉(zhuǎn)化為KHCO₃；
（2）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，分解池中KHO₃分解生成K₂CO₃，碳酸鉀在被循環(huán)利用；
（3）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值是常數(shù)，用K表示，這個(gè)常數(shù)叫化學(xué)平衡常數(shù)；
（4）由題目信息可知，CO制取CH₃CH₂OH的，原料有較大的轉(zhuǎn)化率；由工藝流程可知，CO₂原料易得；
（5）①2.0g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出59.43kJ的熱量，46g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出1366.89kJ，依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法寫出，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)焓變；
②以乙醇作燃料，KOH作電解質(zhì)，構(gòu)成燃料電池，燃料乙醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿溶液中生成碳酸鹽，用氫氧根離子配平電極反應(yīng)；
（6）由表中數(shù)據(jù)可知，n（H₂）/n（CO₂）一定情況下，溫度越高，CO₂轉(zhuǎn)化率越低，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動．

解答： 解：（1）吸收池中盛有飽和碳酸鉀溶液，吸收空氣中的二氧化碳，轉(zhuǎn)化為KHCO₃，反應(yīng)離子方程式為CO₂+CO₃^2-+H₂O=2HCO₃^-，
故答案為：CO₂+CO₃^2-+H₂O=2HCO₃^-；
（2）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，分解池中KHO₃分解生成K₂CO₃，碳酸鉀在被循環(huán)利用吸收空氣中二氧化碳；
故答案為：K₂CO₃．
（3）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值是常數(shù)，用K表示，這個(gè)常數(shù)叫化學(xué)平衡常數(shù)，2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）的平衡常數(shù)k=

c(H2O)c(CH3CH2OH)

c2(CO)c4(H2)

；
故答案為：

c(H2O)c(CH3CH2OH)

c2(CO)c4(H2)

；
（4）在相同條件下，由CO制取CH₃CH₂OH的平衡常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由CO₂制取CH₃CH₂OH 的平衡常數(shù)，則由CO制取CH₃CH₂OH，原料有較大的轉(zhuǎn)化率；碳酸鉀溶液吸收空氣中的二氧化碳，轉(zhuǎn)化為KHO₃，KHO₃分解生成CO₂，CO₂原料易得；
故答案為：原料有較大的轉(zhuǎn)化率；CO₂原料易得．
（5）①2.0g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出59.43kJ的熱量，46g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出1366.89kJ，依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法寫出，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)焓變，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）；△H=-1366.89kJ/mol；
故答案為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）；△H=-1366.89kJ/mol；
②以乙醇作燃料，KOH作電解質(zhì)，構(gòu)成燃料電池，燃料乙醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿溶液中生成碳酸鹽，電極反應(yīng)為：C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
故答案為：C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
（6）由表中數(shù)據(jù)可知，n（H₂）/n（CO₂）一定情況下，溫度越高，CO₂轉(zhuǎn)化率越低，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，所以平衡常數(shù)k減�。�
故答案為：減�。�

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生對工藝流程的理解、化學(xué)平衡移動及平衡常數(shù)、物質(zhì)性質(zhì)等，難度中等，關(guān)鍵是掌握整個(gè)制備流程原理，要求學(xué)生要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識和靈活應(yīng)用知識解決問題的能力．