Question

【題目】我國在CO2催化加氫制取汽油方面取得突破性進展，CO2轉化過程示意圖如下：

回答下列問題：

（1）二氧化碳分子中的化學鍵是_________________，物質乙的化學式是______________。

（2）寫出反應①的化學方程式__________________________________。

（3）實驗室常用純凈碳酸鈣與稀鹽酸反應制取二氧化碳氣體，反應過程中產生二氧化碳的速率V(CO2) 與時間關系如下圖：

①由圖像分析，化學反應速率最快一段是___________。

②為了增大上述化學反應的反應速率，欲向溶液中加入下列物質，你認為可行的是_________(填寫序號)。

A.蒸餾水 B.氯化鈉溶液 C.濃鹽酸 D.加熱

（4）二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應，當氫氧化鈉過量時反應生成碳酸鈉，當氫氧化鈉少量時反應生成碳酸氫鈉。當二氧化碳與氫氧化鈉反成的物質的量比為2:3時，溶液中的溶質是_______________。

（5）從原子結構角度說明氧原子得電子能力強于碳原子：___________________________________。

（6）在一定條件下，工業上也可用CO2合成甲醇(CH3OH)，其化學方程式為：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。 將a molCO2與bmolH2充入容積為2L的密閉容器中發生上述反應，t min時測得甲醇的物質的量為c mol。計算0-t min內CO2的反應速率為_________ mol·L-1·s-1。 [X 的反應速率ν(X)=X的物質的量濃度變化/變化需要的時間]

Answer 1

【答案】 共價鍵 C5H12 CO2+H2CO +H2O EF CD 碳酸鈉、碳酸氫鈉 兩原子核外電子層相同，氧原子的最外層電子數多于碳原子，氧的原子核對最外層電子的作用力大于碳原子，所以氧原子得電子能力強于碳原子 c/2t

【解析】（1）二氧化碳分子中的化學鍵是共價鍵，根據圖示，乙是C5H12；

（2）反應①是CO2和H2生成CO，產物應還有水，故方程式為：CO2+H2CO +H2O；

（3）①由圖像分析，在速率V(CO2) 與時間關系圖中，斜率越大反應速率越大，化學反應速率最快一段是EF；

②為了增大上述化學反應的反應速率，加入蒸餾水降低鹽酸濃度，速率降低；加入氯化鈉溶液，是氫離子濃度降低，速率降低；加入濃鹽酸，增大了鹽酸濃度，反應速率加快，加熱速率加快，故選CD；

（4）OH-+CO2==HCO3-；2OH-+CO2==CO32-+H2O

當二氧化碳與氫氧化鈉物質的量之比為：1：2時生成碳酸鈉，當二氧化碳與氫氧化鈉的物質的量比為2:3時，不知生成碳酸鈉，故溶液中的溶質是碳酸鈉、碳酸氫鈉；

（5）氧原子得電子能力強于碳原子的原因是：氧原子的半徑小于碳原子，氧的原子核對最外層電子的作用力大于碳原子，所以氧原子得電子能力強于碳原子；

（6） CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)

反應前（mol） a b 0 0

反應中（mol） c 3c c c

t min時（mol） c

所以，0-t min內CO2的反應速率為：c/2t mol·L-1·mol-1。