Question

由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已進入大規(guī)模生產．下圖是由二氧化碳合成乙醇的技術流程：
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，吸收池中反應液進入分解池后，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化學反應使之變?yōu)榭稍偕�燃料乙醇．回答下列問題：
（1）寫出吸收池中反應的離子方程式

 

．
（2）從分解池中循環(huán)使用的物質是

 

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

 

．
（4）在相同條件下，由CO制取CH₃CH₂OH的平衡常數遠遠大于由CO₂制取CH₃CH₂OH的平衡常數．則由CO制取CH₃CH₂OH相比由CO₂制備CH₃CH₂OH的優(yōu)點是

 

（寫出一點即可）；
（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方程式

 

．②若以乙醇作燃料，KOH作電解質，構成燃料電池，請寫出負極的電極方程式：

 

．
（6）在一定壓強下，測得由CO₂制取CH₃CH₂OH的實驗數據如下表：

溫度（K） CO2轉化率% 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

根據表中數據分析：
溫度升高，該反應的平衡常數K值

 

（選填“增大”、“減小”或“不變”）；

Answer 1

考點：化學平衡常數的含義,電極反應和電池反應方程式

專題：化學平衡專題,電化學專題

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，轉化為KHCO₃；
（2）由工藝流程轉化關系可知，分解池中KHO₃分解生成K₂CO₃，碳酸鉀在被循環(huán)利用；
（3）可逆反應達到平衡時，各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值是常數，用K表示，這個常數叫化學平衡常數；
（4）由題目信息可知，CO制取CH₃CH₂OH的，原料有較大的轉化率；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，依據熱化學方程式書寫方法寫出，標注物質聚集狀態(tài)和對應反應焓變；
②以乙醇作燃料，KOH作電解質，構成燃料電池，燃料乙醇在負極失電子發(fā)生氧化反應，在堿溶液中生成碳酸鹽，用氫氧根離子配平電極反應；
（6）由表中數據可知，n（H₂）/n（CO₂）一定情況下，溫度越高，CO₂轉化率越低，說明升高溫度平衡向逆反應移動．

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，轉化為KHCO₃，反應離子方程式為CO₂+CO₃^2-+H₂O=2HCO₃^-，
故答案為：CO₂+CO₃^2-+H₂O=2HCO₃^-；
（2）由工藝流程轉化關系可知，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）可逆反應達到平衡時，各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值是常數，用K表示，這個常數叫化學平衡常數，2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）的平衡常數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的平衡常數遠遠大于由CO₂制取CH₃CH₂OH 的平衡常數，則由CO制取CH₃CH₂OH，原料有較大的轉化率；碳酸鉀溶液吸收空氣中的二氧化碳，轉化為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，依據熱化學方程式書寫方法寫出，標注物質聚集狀態(tài)和對應反應焓變，反應的熱化學方程式為：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，構成燃料電池，燃料乙醇在負極失電子發(fā)生氧化反應，在堿溶液中生成碳酸鹽，電極反應為：C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
故答案為：C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
（6）由表中數據可知，n（H₂）/n（CO₂）一定情況下，溫度越高，CO₂轉化率越低，說明升高溫度平衡向逆反應移動，所以平衡常數k減�。�
故答案為：減�。�

點評：本題考查學生對工藝流程的理解、化學平衡移動及平衡常數、物質性質等，難度中等，關鍵是掌握整個制備流程原理，要求學生要有扎實的基礎知識和靈活應用知識解決問題的能力．