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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
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:
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.47KJ/mol
CO2(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-=CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
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CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.47KJ/mol.
故答案为:CO2(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-=CO32-+6H2O.
故答案为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+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.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2012?潮州二模)为减少和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究.甲醇是一种可再生燃料,它的沸点为64.7℃.有科学家提出绿色构想:把含有CO2的空气或工业尾气通入碳酸钾溶液中,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想流程如下:(相对原子质量:C-12  O-16   Ca-40   Ba-137)

试回答下列问题:
(1)写出分解池中发生反应的化学方程式
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O

(2)在2×105Pa、300℃合成塔中,若有CO2与H2反应生成32g甲醇和水,放出49.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式:
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH (g)+H2O(g)△H=-49.5kJ?mol-1
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH (g)+H2O(g)△H=-49.5kJ?mol-1
_
删去此空
删去此空

(3)在合成塔中发生的是放热反应,高温不利于甲醇的生成,合成塔中维持300℃的较高温度的原因可能是
该温度下催化剂的活性最高(较低温时反应速率过慢,生产效率低)
该温度下催化剂的活性最高(较低温时反应速率过慢,生产效率低)
;若要提高甲醇的产率,可采取的措施有(写2条):
降温
降温
加压或将水和甲醇从混合体系中分离出来
加压或将水和甲醇从混合体系中分离出来

(4)甲醇的一个重要作用是制燃料电池,常用KOH作电解质溶液,负极的电极反应式为:
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O或:2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O或:2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O

(5)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6,c (H2CO3)=1.5×10-5mol?L-1,若忽略水的电离和H2CO3的二级电离,则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=
4.2×10-7 mol?L-1
4.2×10-7 mol?L-1
(计算结果保留2位有效数字,己知10-5.6=2.5×10-6).
(6)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积常数分别为4.96×10-9、2.58×10-9,该同学应该选用较合适的试剂是
AD
AD
(填字母).
A.Ba(OH)2溶液                 B.Ca(OH)2溶液
C.BaCl2和NaOH混合溶液       D.CaCl2溶液.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

为减少和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究.甲醇是一种可再生燃料,它的沸点为64.7℃.有科学家提出绿色构想:把含有CO2的空气或工业尾气通入碳酸钾溶液中,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想流程如下:(相对原子质量:C-12 O-16  Ca-40  Ba-137)

试回答下列问题:
(1)写出分解池中发生反应的化学方程式______.
(2)在2×105Pa、300℃合成塔中,若有CO2与H2反应生成32g甲醇和水,放出49.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式:_____________.
(3)在合成塔中发生的是放热反应,高温不利于甲醇的生成,合成塔中维持300℃的较高温度的原因可能是______;若要提高甲醇的产率,可采取的措施有(写2条):______、______.
(4)甲醇的一个重要作用是制燃料电池,常用KOH作电解质溶液,负极的电极反应式为:______.
(5)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6,c (H2CO3)=1.5×10-5mol?L-1,若忽略水的电离和H2CO3的二级电离,则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=______(计算结果保留2位有效数字,己知10-5.6=2.5×10-6).
(6)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积常数分别为4.96×10-9、2.58×10-9,该同学应该选用较合适的试剂是______(填字母).
A.Ba(OH)2溶液         B.Ca(OH)2溶液
C.BaCl2和NaOH混合溶液    D.CaCl2溶液.

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科目:高中化学 来源:江西省模拟题 题型:填空题

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。即先把空气吹入饱和碳酸钾溶液 中,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)写出分解池中发生反应的化学方程式:______________________
(2)在合成塔中,当有4.4 kg CO2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:_________________。
(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:_________________。

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科目:高中化学 来源:2012年广东省潮州市高考化学二模试卷(解析版) 题型:填空题

为减少和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究.甲醇是一种可再生燃料,它的沸点为64.7℃.有科学家提出绿色构想:把含有CO2的空气或工业尾气通入碳酸钾溶液中,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想流程如下:(相对原子质量:C-12  O-16   Ca-40   Ba-137)

试回答下列问题:
(1)写出分解池中发生反应的化学方程式   
(2)在2×105Pa、300℃合成塔中,若有CO2与H2反应生成32g甲醇和水,放出49.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式:    _   
(3)在合成塔中发生的是放热反应,高温不利于甲醇的生成,合成塔中维持300℃的较高温度的原因可能是    ;若要提高甲醇的产率,可采取的措施有(写2条):       
(4)甲醇的一个重要作用是制燃料电池,常用KOH作电解质溶液,负极的电极反应式为:   
(5)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6,c (H2CO3)=1.5×10-5mol?L-1,若忽略水的电离和H2CO3的二级电离,则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=    (计算结果保留2位有效数字,己知10-5.6=2.5×10-6).
(6)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积常数分别为4.96×10-9、2.58×10-9,该同学应该选用较合适的试剂是    (填字母).
A.Ba(OH)2溶液                 B.Ca(OH)2溶液
C.BaCl2和NaOH混合溶液       D.CaCl2溶液.

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