Question

为减少和消除CO₂对环境的影响，有科学家提出“绿色自由”的构想．既先把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，并使之变为可再生燃料甲醇．“绿色自由”构想技术流程如下：
（1）写出分解池中反应方程式：

2KHCO₃

△   .

K₂CO₃+H₂O+CO₂↑

（2）在合成塔中，当有4.4kgCO₂与足量H₂完全反应，可放出热量4947kJ，写出合成塔中反应的热化学方程式：

CO_2（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.47KJ/mol

（3）写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池的负极反应式：

CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O

．

Answer 1

分析：（1）碳酸氢钾不稳定，加热时分解生成碳酸钾和二氧化碳、水．
（2）4.4kgCO₂的物质的量是100mol，100mol二氧化碳和足量氢气反应放出4947KJ热量，据此计算1mol二氧化碳与足量氢气反应放出的热量，从而写出其热化学反应方程式．
（3）甲醇燃料电池中，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应．

解答：解：（1）二氧化碳和饱和的碳酸钾溶液反应生成碳酸氢钾，碳酸氢钾不稳定，加热时分解生成碳酸钾、二氧化碳和水，所以方程式为2KHCO₃

△   .

K₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
故答案为：2KHCO₃

△   .

K₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（2）4.4kgCO₂的物质的量是100mol，100mol二氧化碳和足量氢气反应放出4947KJ热量，所以1mol二氧化碳和足量氢气反应放出49.47KJ热量，所以其热化学反应方程式为CO_2（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.47KJ/mol．
故答案为：CO_2（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.47KJ/mol．
（3）甲醇燃料碱性电池中，甲醇在负极上发生氧化反应，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O．
故答案为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O．

点评：本题考查了电极反应式的书写、热化学反应方程式的书写等知识点，难度不大，注意燃料电池中电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，虽然燃料和氧化剂相同，如果电解质溶液不同，则电极反应式就不同．