CO2的回收與利用是科學家研究的熱點課題?？衫肅H4與CO2制備合成氣（CO、H2），還可制備甲醇、二甲醚、低碳烯烴等燃料產(chǎn)品。
Ⅰ.科學家提出制備“合成氣”反應歷程分兩步：
反應①：CH4（g）?C（aqs）+2H2（g）（慢反應）
反應②：C（ads）+CO2（g）?2CO（g）（快反應）
上述反應中C（ads）為吸附性活性炭，反應歷程的能量變化如圖：
（1）CH4與CO2制備合成氣的熱化學方程式為 CH4（g）+CO2（g）=CO（g）+H2（g）△H=+（E3-E1）kJ/molCH4（g）+CO2（g）=CO（g）+H2（g）△H=+（E3-E1）kJ/mol；該反應在高溫下可自發(fā)正向進行的原因是 該反應為氣體體積分數(shù)不變的反應，且ΔH＞0該反應為氣體體積分數(shù)不變的反應，且ΔH＞0，能量變化圖中：E5+E1＜＜E4+E2（填“＞”“＜”或“=”）。
Ⅱ.利用“合成氣”合成甲醇后，脫水制得二甲醚。
反應為：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH
經(jīng)查閱資料，在一定范圍內(nèi)，上述反應化學平衡常數(shù)與熱力學溫度存在關(guān)系：lnK（自然對數(shù)）=-2.205+2708.6137T。其速率方程為：v正=k正?c2（CH3OH），v逆=k逆?c（CH3OCH3）?c（H2O），為速率常數(shù)，且影響外因只有溫度。
（2）反應達到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù) ＜＜k逆增大的倍數(shù)（填“＞”“＜”或“=”）。
（3）某溫度下，K=200，在密閉容器中加入一定量CH3OH。反應到某時刻測得各組分的物質(zhì)的量如表：
2708
.
6137
T
| 物質(zhì) | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
| 物質(zhì)的量/mol | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
＞
＞
v逆（填“＞”“＜”或“=”）。Ⅲ.合成低碳烯烴
（4）強堿性電催化還原CO2制備乙烯的研究取得突破性進展，原理如圖所示。b極接的是太陽能電池的
正
正
極（已知PTFE浸泡了飽和KCl溶液）。請寫出陰極的電極反應式 2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-
2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-
。
【答案】CH4（g）+CO2（g）=CO（g）+H2（g）△H=+（E3-E1）kJ/mol；該反應為氣體體積分數(shù)不變的反應，且ΔH＞0；＜；＜；＞；正；2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：17引用：2難度：0.6
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1．在催化劑作用下，可逆反應2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）在溫度為323K和343K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示（已知：反應速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分別為正、逆向反應速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分數(shù)）。下列說法錯誤的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：40引用：1難度：0.5 -
2．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl3）是制備甲硅烷的重要原料?；卮鹣铝袉栴}：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時伴隨發(fā)生的反應有：
Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol
SiHCl3（g）+HCl（g）═SiCl4（g）+H2（g）△H=-31kJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學方程式是。
（2）鋁鋰形成化合物LiAlH4既是金屬儲氫材料又是有機合成中的常用試劑，遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2，請寫出其水解反應化學方程式。LiAlH4在化學反應中通常作（填“氧化”或“還原”）劑。工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH4）制甲硅烷，反應后得甲硅烷及兩種鹽。該反應的化學方程式為。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟，此反應采用一定量的PA100催化劑，在不同反應溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時，平衡轉(zhuǎn)化率為，該反應是反應（填“放熱”“吸熱”）。
②323.15K時，要縮短反應達到平衡的時間，可采取的最佳措施是。
（4）比較a、b處反應速率的大?。簐avb （填“＞”“＜”或“=”）。已知反應速率v正=k1x2_SiHCl3，
v逆=k2x2_SiH2Cl2xSiCl4，k1、k2分別是正、逆反應的速率常數(shù)，與反應溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分數(shù)，則在353.15K時=k1k2（保留3位小數(shù)）。
（5）硅元素最高價氧化物對應的水化物是H2SiO3，室溫下，0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液，堿性更強的是，其原因是。
已知：H2SiO3：Ka1=2.0×10-10、Ka2=1.0×10-12，H2CO3：Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：61引用：2難度：0.2 -
3．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl3）是制備甲硅烷的重要原料?；卮鹣铝袉栴}：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時伴隨發(fā)生的反應有：
①Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（ g）+2H2（g）△H=-24lkJ/mol
②SiHCl3 （g）+HCl（g）═SiCl4 （g）+H2（g）△H=-3lkJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學方程式是。
（2）工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH4）制甲硅烷，反應后得甲硅烷及兩種鹽。該反應的化學方程式為。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟，此反應采用一定量的PA100催化劑，在不同反應溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時，平衡轉(zhuǎn)化率為。該反應是反應（填“放熱”或“吸熱”）。②323.15K時，要縮短反應達到平衡的時間，可采取的措施有。（答一種即可）
③比較a、b處反應速率的大?。簐avb（填“＞”“＜”或“=”）。已知反應速率v正=k1x2SiHCl3 v逆=k2xSiH2Cl2 xSiCl4，k1、k2分別是正、逆反應的速率常數(shù)，與反應溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分數(shù)，則在353.15K時=k1k2（保留3位小數(shù)）。發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：19引用：1難度：0.5
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