合理地固定和利用CO2能有效减少空气中的温室气体，产物还能造福人类．（1）11km深海底的无脊椎动物依靠化学自养菌，以海底热泉喷出液中的H2S和CO2合成（C6H10O5）n和一种淡

Question

合理地固定和利用CO ₂ 能有效减少空气中的温室气体，产物还能造福人类．
（1）11km深海底的无脊椎动物依靠化学自养菌，以海底热泉喷出液中的H ₂ S和CO ₂ 合成（C ₆ H ₁₀ O ₅ ） _n 和一种淡黄色固体，该反应的化学方程式为______．
（2）CO ₂ 可用于合成二甲醚（CH ₃ OCH ₃ ），有关反应的热化学方程式为：
CO ₂ （g）+3H ₂ （g）?CH ₃ OH（g）+H ₂ O（g）△H=-49.0kJ?mol ^-1
2CH ₃ OH（g）?H ₃ OCH ₃ （g）+H ₂ O（g）△H=-23.5kJ?mol ^-1
①反应2CO ₂ （g）+6H ₂ （g）?CH ₃ OCH ₃ （g）+3H ₂ O（g）的△H=______．
②一定条件下用CO ₂ 和H ₂ 合成二甲醚，反应物气流量对CO ₂ 的转化率、二甲醚选择性的影响结果如下图所示．控制气流量为28mL?min ^-1 ，生产0.3mol二甲醚需通入CO ₂ 的物质的量为______．

③反应2CH ₃ OH（g）?CH ₃ OCH ₃ （g）+H ₂ O（g）在T℃时的平衡常数为400．该温度下，在密闭容器中加入CH ₃ OH，t时刻时，测得c（CH ₃ OH）=0.03mol?L  ^-1 ，c（CH ₃ OCH ₃ ）=0.6mol?L  ^-1 ，此时v _正 ______v _逆 （填“＞”、“＜”或“等于”）
④二甲醚燃料电池的工作原理如图1所示．该电池工作时，a电极的反应式为______．
（3）一种“碳捕捉”技术为：将含CO ₂ 的工业尾气通过NaOH溶液，在所得溶液中加CaO，充分反应后过滤，滤渣高温分解得到的高浓度CO ₂ 可用于制备甲醇等．该技术电可以循环使用的物质为______．
（4）利用光能和光催化剂，可将CO ₂ 和H ₂ O（g）转化为CH ₄ 和O ₂ ．紫外光照射时，等量的CO ₂ 和H ₂ O（g）在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH ₄ 产量随光照时间的变化如图2所示．在0～30小时内，CH ₄ 的半均生成速率v（Ⅰ）、v（Ⅱ）、和v（Ⅲ）、从大到小的顺序为______．

Answer 1

分析：
（1）根据题目信息可知H2S和CO2生成C6H10O5）n和S，根据原子守恒来配平；（2）①根据根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减，构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数进行相应的运算；②先根据二甲醚的选择性求出理论上生成的二甲醚，然后根据物质的量之比等于化学计量数之比求出反应的CO2的物质的量，最后根据CO2的转化率求出实际通入的CO2；③计算浓度商，与平衡常数比较，可判断反应已经平衡，故v正=v逆；④反应本质是二甲醚的燃烧，原电池负极发生氧化反应，二甲醚在负极放电，正极反应还原反应，氧气在正极放电，由图可知，a极为负极，二甲醚放电生成二氧化碳与氢离子．（3）据题目信息分析可循环利用的物质；（4）相同时间甲烷的物质的量的变化量越大，表明平均速率越大，相同时间甲烷的物质的量的变化量越小，平均反应速率越小．

（1）H2S和CO2生成C6H10O5）n和S，化学方程式为：12nH2S+6nCO2=C6H10O5）n+12nS↓+7nH2O，故答案为：12nH2S+6nCO2=C6H10O5）n+12nS↓+7nH2O；（2）①CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1 ①     2CH3OH（g）?H3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23.5kJ?mol-1    ②由盖斯定律可知，通过①×2+②可得2CO2（g）+6H2（g）?CH3OCH3（g）+3H2O（g），则△H=-49.0kJ/mol×2-23.5kJ/mol=-121.5kJ/mol，故答案为：-121.5kJ/mol；②生产0.3mol二甲醚，理论上应生成二甲醚%=6mol，反应的反应的CO2的物质的量为12mol，实际通入的CO2的物质的量为=20mol，故答案为：20mol；③t时刻时，测得c（CH3OH）=0.03mol?L -1，c（CH3OCH3）=0.6mol?L -1，c（H2O）=0.6mol?L -1，浓度熵Q==400=K，所以反应已经平衡，故v正=v逆；故答案为：=；④反应本质是二甲醚的燃烧，原电池负极发生氧化反应，二甲醚在负极放电，正极反应还原反应，氧气在正极放电．由图可知，a极为负极，二甲醚放电生成二氧化碳与氢离子，a电极的电极反应式为 CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+，故答案为：CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+．（3）在所得溶液中加氧化钙，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，氢氧化钠又是捕捉室中的反应物，所以可以循环利用；碳酸钙高温生成氧化钙和二氧化碳，由题意可得氧化钙还可循环利用，因此氧化钙和氢氧化钠都可以循环利用；故答案为：氧化钙和氢氧化钠；（4）由图2可知，在0～0h内，甲烷的物质的量变化量为△n（Ⅰ）＜△n（Ⅱ）＜△n（Ⅲ），故在0～30h内，CH4的平均生成速率v（Ⅲ）＞v（Ⅱ）＞v（Ⅰ）；故答案为：v（Ⅲ）＞v（Ⅱ）＞v（Ⅰ）；
点评：
本题是道综合题，涉及到的知识点较多，考查了学生灵活运用知识、分析问题和解决问题的能力，难度较大．