Question

（2013?江苏三模）CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标

（2013?江苏三模）CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标．（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4L容器中通入6mol CO2、6mol CH4，发生如下反应：CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）．平衡体系中各组分体积分数如下表：物质CH4CO2COH2体积分数0.10.10.40.4①此温度下该反应的平衡常数K=______．②已知：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-890.3kJ?mol-1CO（g）+H2O （g）=CO2（g）+H2 （g）△H=2.8kJ?mol-12CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ?mol-1反应CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g） 的△H=______．（2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸．①不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示．250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是______．②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是______．③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为______．（3）以CO2为原料可以合成多种物质．①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料，它是由加聚而成．写出聚碳酸酯的结构简式：______．②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，CO2在铜电极上可转化为甲烷，该电极反应方程式为______．

Answer 1

（1）①CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）．
起始（mol）   6         6        0       0
反应（mol）   x         x        2x      2x
平衡（mol）  6-x      6-x        2x      2x
由CH₄的体积分数为0.1，则

6?X

12+2X

=0.1，解得X=4，所以K=

C2(CO)C2(H2)

C (CO2)C(CH4)

=

2 2×22

0.5×0.5

=64，
故答案为：64；    
②CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-890.3kJ?mol^-1    ①
  CO（g）+H₂O （g）=CO₂（g）+H₂ （g）△H=2.8kJ?mol^-1        ②
  2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1             ③
根据盖斯定律，由①+②×2-③×2得，CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）△H=-890.3kJ?mol^-1+2.8kJ?mol^-1×2+566.0kJ?mol^-1×2=+247.3 kJ?mol^-1，
故答案为：+247.3 kJ?mol^-1；
（2）①温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低，故答案：温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低；
②增大反应压强、增大CO₂的浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大，故答案为：增大反应压强、增大CO₂的浓度；
③Cu₂Al₂O₄拆成氧化物的形式：Cu₂O?Al₂O₃，与酸反应生成离子方程式：3Cu₂Al₂O₄+32H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+6Al³⁺+2NO↑+16H₂O，
故答案为：3Cu₂Al₂O₄+32H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+6Al³⁺+2NO↑+16H₂O；
（3）①CO₂发生加聚反应得到，故答案为：；
②CO₂在正极发生还原反应转化为甲烷，电极反应为：CO₂+8e^-+6H₂O=CH₄+8OH^-，故答案为：CO₂+8e^-+6H₂O=CH₄+8OH^-．