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填空题 适中0.65 引用1 组卷95
下图为光电催化能源化利用CO2制备太阳能燃料的示意图。下列说法不正确的是______


A．阳极反应式为2H2O−4e−=4H++O2↑
B．CO2还原产物可能为CO、HCHO、CH3OH、CH4等
C．阳极、阴极材料互换对制备太阳能燃料影响不大
D．若太阳能燃料为甲醇，则阴极电极反应式为：CO2+6H++6e−=CH3OH+H2O
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知识点：甲醇燃料电池电解原理 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题。
(1)地球上的能源主要源于太阳，绿色植物的光合作用可以大量吸收CO2以减缓温室效应，主要过程可以描述分为下列三步（用“C5”表示C5H10O4，用“C3”表示C3H6O3）：
Ⅰ：H2O(l)=2H＋(aq)+O2(g)+2e-△H＝＋284 kJ/mol
Ⅱ：CO2(g)+C5(s)+2H+(aq)=2C3+(s) △H＝＋396 kJ/mol
Ⅲ：12C3+(s)+12e-=C6H12O6(葡萄糖、s)＋6C5(s)＋3O2(g) △H＝－1200 kJ/mol
写出绿色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式_____________
(2)工业上有一种方法有效地开发利用CO2，是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，进行如下实验，在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1 molCO2和3 molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－49.0 kJ/mol。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝_________mol/(L·min)；
②氢气的转化率＝_____________；
③求此温度下该反应的平衡常数K=______________；
④下列措施中能使平衡体系中增大的是____________。
A．升高温度                                      B．充入He(g)，使体系压强增大
C．将H2O(g)从体系中分离出去            D．再充入1 mol CO2和3 mol H2
⑤当反应达到平衡时，H2的物质的量浓度为c1，然后向容器中再加入一定量H2，待反应再一次达到平衡后，H2的物质的量浓度为c2。则c1______c2的关系（填＞、＜、＝）。
(3)减少温室气体排放的关键是节能减排，大力开发利用燃料电池就可以实现这一目标。如图所示甲烷燃料电池就是将电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。将其插入KOH溶液，从而达到吸收CO2的目的。

①通入氧气一极的电极反应式为________________；
②随着电池不断放电，电解质溶液的pH__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
③通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率__________（填大于、小于或等于）甲烷燃烧的能量利用率。
化学在能源开发与利用中起着十分重要的作用。
（1）蕴藏在海底的可燃冰是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体．被称之为“未来能源”。在25℃、101 kPa下，1g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放热55.6 kJ。甲烷燃烧的热化学方程式为____________；相同条件下，356 g可燃冰（分子式为CH4·9H2O，Mr＝178）释放的甲烷气体完全燃烧生成CO2和液态水，放出的热量为_______kJ。
（2）二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源，具有清洁、高效的优良性能。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）     △H1＝－90.1kJ▪mol-1 （Ⅰ）
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）   △H2＝－49.0kJ•mol-1 （Ⅱ）
水煤气变换反应： CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2 （g） △H3＝－41.1kJ•mol-1 （Ⅲ）
二甲醚合成反应： 2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4＝－24.5kJ•mol-1 （Ⅳ）
①分析二甲醚合成反应(Ⅳ)对于CO转化率的影响___________________________________。
②由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为：______________________。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响______________________________。
（3）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。若电解质为碱性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为______________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________电子的电量。
短周期元素W、X、Y、Z、在元素周期表中的位置如图所示，
W
XYZ

其中X、Y、Z三种元素的质子数之和为21。
(1)W与Z形成原子个数比为1∶1的化合物，其电子式为__________。
(2)Y的最高价氧化物对应的水化物与Y的氢化物恰好完全反应，生成物的水溶液呈
酸性，其原因是_____________________________________(用化学用语表示)；
该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为______________________________。
(3)由X W4、Z2和KOH溶液组成的新型燃料电池中，负极上发生反应的电极反应式为
__________________________________________________。
(4)已知：2YZ2(g)Y2Z4(g)；△H＜0。在恒温恒容条件下，将一定量XZ2和X2Z4的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间
t的变化关系如下图所示。

① a、b、c、d四个点中，化学反应处于平衡状态的是__________点。
② 25 min时，增加了__________（填物质的化学式）_______mol。
③ a、b、c、d四个点中所表示的反应体系中，气体颜色由深到浅的顺序是________
（填字母）。

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