Question

CO2是一种主要的温室气体，研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．（1）金刚石和石墨燃烧反

CO2是一种主要的温室气体，研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．（1）金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示．①在通常状况下，金刚石和石墨中，______（填“金刚石”或“石墨”）更稳定，石墨的燃烧热为______kJ?mol-1．②石墨与CO2反应生成CO的热化学方程式：______（2）采用电化学法可将CO2转化为甲烷．试写出以氢氧化钾水溶液作电解质时，该转化的电极反应方程式______．（3）CO2为原料还可合成多种物质．工业上常以CO2（g）与H2（g）为原料合成乙醇．①已知：H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ?mol-1CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ?mol-12CO（g）+4H2 （g）?CH3CH2OH（g）+H2O（g）△H=-256.1kJ?mol-1．则：2CO2（g）+6H2（g）?CH3CH2OH（g）+3H2O（l）△H=______．②如图1是一种以烟道气为原料合成乙醇的工作原理示意图．对上述流程的分析，下列说法正确的是______．A．该流程至少包含4种形式的能量转化B．装置X中阴极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑C．合成塔中生成乙醇的反应是化合反应D．流程设计体现了绿色化学思想③如图2所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测．该电池负极的电极反应为______．

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Answer 1

（1）①图象分析说明石墨能量低于金刚石，物质能量越低越稳定，所以石墨稳定；依据燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，图象分析计算得到一氧化碳燃烧热=E₂+E₃=110.5LKJ/mol+283.0KJ/mol=393.5KJ/mol；
故答案为：石墨，393.5；
②石墨燃烧生成一氧化碳热化学方程式：a、C（s、石墨）+

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2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5KJ/mol；
一氧化碳燃烧生成二氧化碳热化学方程式：b、CO（g）+

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2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0KJ/mol；
结合盖斯定律计算，a-b得到所需让化学方程式：C（s、石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H=+172.5kJ?mol^-1 ；
故答案为：C（s、石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H=+172.5kJ?mol^-1 ；
（2）CO₂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^-；
（3）①a、H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1
b、CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ?mol^-1
c、2CO（g）+4H₂ （g）?CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）△H=-256.1kJ?mol^-1
依据盖斯定律c-b×2-3a得到：2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（l）△H=-305.7kJ?mol^-1 ；
故答案为：-305.7kJ?mol^-1 ；
②A．该流程至少包含太阳能转化为电能，电能转化为化学能，化学能转化为热能和动能等，该流程至少包含4种形式的能量转化，故A正确；
B．装置X中是电解水的反应，阴极是氢离子得到电子放电发生还原反应，故B错误；
C．2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（l），反应可知合成塔中生成乙醇的反应不是化合反应，故C错误；
D．过程中利用阳能转化为电能，电能转化为化学能，化学能转化为热能和动能等，流程设计体现了绿色化学思想，故D正确；
故答案为：AD；
③酒精检测仪，分析装置图可知酒精在负极被氧气氧化发生氧化反应生成醋酸，CH₃CH₂OH-4e^-+H₂O=4H⁺+CH₃COOH；
故答案为：CH₃CH₂OH-4e^-+H₂O=4H⁺+CH₃COOH；