随着现代工业的发展，二氧化碳的处理成为科学研究的重点，回答下列问题：

Ⅰ.有人提出利用H₂还原CO₂使其转化为有机化工的主要原料乙烯。

(1)查阅资料：H₂的燃烧热为285.8 kJ·mol^－1，C₂H₄的燃烧热为1411 kJ·mol^－1,1 mol H₂O(l)转化为H₂O(g)需吸收44 kJ的热量。则反应6H₂(g)＋2CO₂(g)C₂H₄(g)＋4H₂O(g)　ΔH＝________kJ·mol^－1。

(2)下图是探究不同温度对CO₂的转化率和催化剂的催化效率影响的示意图。

①生产中通常选用的温度最好是________，理由是____________________。

②图中表示的化学平衡常数：M________N(填“>”“<”或“＝”)。

③250 ℃时，在2 L密闭容器中分别充入6 mol H₂和2 mol CO₂，到达平衡时体系中C₂H₄的体积分数为________(结果保留两位有效数字)。

Ⅱ.CO在一定条件下，能与H₂合成二甲醚：2CO₂(g)＋6H₂(g)CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(g)。

(1)在1 L的密闭容器中分别充入2.5 mol H₂与b mol CO₂发生反应，在不同温度下达到平衡状态时测得实验数据如下表：

①到达平衡时若升高温度，则上述平衡向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。

②转化率：x________y(填“>”“<”或“＝”)。

(2)新型高效的二甲醚燃料电池工作时总反应式：CH₃OCH₃＋3O₂===2CO₂＋3H₂O。

①该电池的负极是________(填a或b)，负极电极反应式为_______________。

②利用该电池冶铝，若制得金属铝54 g理论上消耗二甲醚________g。

答案

答案　Ⅰ.(1)－127.8　(2)①250 ℃　此时催化剂活性最高　②>　③7.7%

Ⅱ.(1)①逆反应　②>　(2)①a　CH₃OCH₃＋3H₂O－12e^－===2CO₂↑＋12H^＋　②23

解析　Ⅰ.(1)根据H₂(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol^－1，则其热化学方程式为：H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol^－1①；CH₂===CH₂(g)的燃烧热为1411.0 kJ·mol^－1，其热化学方程式为：C₂H₄(g)＋3O₂(g)===2H₂O(l)＋2CO₂(g)　ΔH＝－1411.0 kJ·mol^－1②；H₂O(g)===H₂O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol^－1③；利用盖斯定律将①×6－②－③×4可得：6H₂(g)＋2CO₂(g)CH₂===CH₂(g)＋4H₂O(g)　ΔH＝－127.8 kJ·mol^－1。

(2)①化学反应速率随温度的升高而加快，如题图所示，催化剂的催化效率随温度升高先增大后降低，所以从催化剂的反应活性和温度对速率、平衡的综合影响的角度考虑，最好选择250 ℃；

②升高温度，二氧化碳的平衡转化率减小，则升温平衡逆向移动，所以M点化学平衡常数大于N点；

③在2 L密闭容器中分别充入6 mol H₂和2 mol CO₂，由图可知250 ℃时，M点的二氧化碳转化率为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

产物CH₂===CH₂的体积分数＝×100%≈7.7%。

Ⅱ.(1)①分析表格可知，当CO₂起始物质的量为1.25 mol时，温度越低，CO₂的转化率越大，说明降低温度平衡向正反应方向移动，故升高温度平衡向逆反应方向移动；

②由CO₂起始物质的量为1.25 mol时，温度越高，CO₂的转化率越小，说明正反应是放热反应，故结合表格可知w<32，x>33；由于CO₂(g)、H₂(g)按物质的量1∶3反应，H₂(g)物质的量为2.5 mol，CO₂的物质的量(b)越大，CO₂的转化率越小，则y<w，综合上述分析可知x>33>32>w>y。

(2)①根据图知交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据电子流动方向和氢离子移动方向可知，电极a为负极、电极b为正极，负极上二甲醚失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，负极反应式为CH₃OCH₃＋3H₂O－12e^－===2CO₂↑＋12H^＋；

②根据电子守恒，可以建立关系式4Al～12e^－～CH₃OCH₃，由此可得，若制得金属铝54 g，理论上消耗甲醇23 g。