問題詳情：
隨着現代工業的發展，二氧化碳的處理成爲科學研究的重點，回答下列問題：
Ⅰ.有人提出利用H2還原CO2使其轉化爲有機化工的主要原料乙烯。
(1)查閱資料：H2的燃燒熱爲285.8 kJ·mol－1，C2H4的燃燒熱爲1411 kJ·mol－1,1 mol H2O(l)轉化爲H2O(g)需吸收44 kJ的熱量。則反應6H2(g)＋2CO2(g)
C2H4(g)＋4H2O(g) ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)下圖是探究不同溫度對CO2的轉化率和催化劑的催化效率影響的示意圖。
①生產中通常選用的溫度最好是________，理由是____________________。
②圖中表示的化學平衡常數：M________N(填“>”“<”或“＝”)。
③250 ℃時，在2 L密閉容器中分別充入6 mol H2和2 mol CO2，到達平衡時體系中C2H4的體積分數爲________(結果保留兩位有效數字)。
Ⅱ在一定條件下，能與H2合成二*醚：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。
(1)在1 L的密閉容器中分別充入2.5 mol H2與b mol CO2發生反應，在不同溫度下達到平衡狀態時測得實驗數據如下表：
①到達平衡時若升高溫度，則上述平衡向________方向移動(填“正反應”或“逆反應”)。
②轉化率：x________y(填“>”“<”或“＝”)。
(2)新型高效的二*醚燃料電池工作時總反應式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O。
①該電池的負極是________(填a或b)，負極電極反應式爲_______________。
②利用該電池冶鋁，若製得金屬鋁54 g理論上消耗二*醚________g。
【回答】
* Ⅰ.(1)－127.8 (2)①250 ℃ 此時催化劑活*最高 ②> ③7.7%
Ⅱ.(1)①逆反應 ②> (2)①a CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ ②23
解析 Ⅰ.(1)根據H2(g)的燃燒熱爲285.8 kJ·mol－1，則其熱化學方程式爲：H2(g)＋
O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1①；CH2===CH2(g)的燃燒熱爲1411.0 kJ·mol－1，其熱化學方程式爲：C2H4(g)＋3O2(g)===2H2O(l)＋2CO2(g) ΔH＝－1411.0 kJ·mol－1②；H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1③；利用蓋斯定律將①×6－②－③×4可得：6H2(g)＋2CO2(g)
CH2===CH2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－127.8 kJ·mol－1。
(2)①化學反應速率隨溫度的升高而加快，如題圖所示，催化劑的催化效率隨溫度升高先增大後降低，所以從催化劑的反應活*和溫度對速率、平衡的綜合影響的角度考慮，最好選擇250 ℃；
②升高溫度，二氧化碳的平衡轉化率減小，則升溫平衡逆向移動，所以M點化學平衡常數大於N點；
③在2 L密閉容器中分別充入6 mol H2和2 mol CO2，由圖可知250 ℃時，M點的二氧化碳轉化率爲50%，由方程式可得
6H2(g)＋2CO2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)
3 1 0 0
1.5 0.5 0.25 1
1.5 0.5 0.25 1
產物CH2===CH2的體積分數＝
×100%≈7.7%。
Ⅱ.(1)①分析表格可知，當CO2起始物質的量爲1.25 mol時，溫度越低，CO2的轉化率越大，說明降低溫度平衡向正反應方向移動，故升高溫度平衡向逆反應方向移動；
②由CO2起始物質的量爲1.25 mol時，溫度越高，CO2的轉化率越小，說明正反應是放熱反應，故結合表格可知w<32，x>33；由於CO2(g)、H2(g)按物質的量1∶3反應，H2(g)物質的量爲2.5 mol，CO2的物質的量(b)越大，CO2的轉化率越小，則y<w，綜合上述分析可知x>33>32>w>y。
(2)①根據圖知交換膜是質子交換膜，則電解質溶液呈**，根據電子流動方向和*離子移動方向可知，電極a爲負極、電極b爲正極，負極上二*醚失去電子發生氧化反應生成二氧化碳，負極反應式爲CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋；
②根據電子守恆，可以建立關係式4Al～12e－～CH3OCH3，由此可得，若製得金屬鋁54 g，理論上消耗*醇23 g。
知識點：化學反應速率 化學平衡
題型：綜合題
