Question

【題目】電化學(xué)法還原二氧化碳，不僅能緩解溫室效應(yīng)還能得到乙烯�；卮鹣铝袉栴}：

（1）已知：C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g) ΔH1=-45.8kJ·mol-1

C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH2=-1277.0kJ·mol-1

則2CO2(g)+2H2O(g)=C2H4(g)+3O2(g)ΔH3=____。

（2）電化學(xué)法還原二氧化碳為乙烯原理如圖所示。

A為電源的___極(填“正”或“負(fù)”)，陰極電極反應(yīng)式為___。電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上產(chǎn)生氧氣___L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。

（3）銅作陰極能提高還原產(chǎn)物乙烯的選擇性，水溶液中二氧化碳在銅表面還原為乙烯的機理如圖所示（參與反應(yīng)的水分子及其它生成微粒未畫出）。下列有關(guān)說法不正確的是___（填標(biāo)號）。

A.銅是二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙烯的催化劑

B.二氧化碳還原產(chǎn)物有甲烷和乙烯

C.兩個反應(yīng)歷程都是先加氫再除氧

D.兩個反應(yīng)歷程都出現(xiàn)碳氧鍵的斷裂與碳碳鍵的形成

Answer 1

【答案】+1322.8kJ·mol-1 負(fù) 2CO2+8H2O+12e-=C2H4+12OH- 1.12 C

【解析】

(1)結(jié)合已知信息，根據(jù)蓋斯定律解答；

(2)根據(jù)圖知，加入水的電極上失電子生成氧氣，則該電極為陽極，則通入二氧化碳的電極為陰極，連接陰極的電極為原電池負(fù)極，陰極上二氧化碳得電子和水生成乙烯和氫氧根離子；每生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol電子，據(jù)此計算轉(zhuǎn)移0.2mol電子生成的氧氣體積；

(3)A．根據(jù)圖知，二氧化碳先和Cu反應(yīng)，最后又生成Cu；

B．二氧化碳在反應(yīng)中得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)圖知，二氧化碳還原產(chǎn)物還有甲烷；

C．生成乙烯是先除去氧后加氫；

D．兩個反應(yīng)歷程中都有碳氧鍵的斷裂和碳?xì)滏I的形成。

(1)①C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)△H1=-45.8 kJ/mol
②C2H5OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g)△H2=-1277.0 kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，-(①+②)得方程式:2CO2(g)+2H2O(g)═C2H4(g)+3O2(g)△H3=(45.81277.0)kJ/mol=+1322.8 kJ/mol；

(2)根據(jù)圖知，加入水的電極上失電子生成氧氣，則該電極為陽極，則通入二氧化碳的電極為陰極，連接陰極的電極為原電池負(fù)極，則A為負(fù)極，陰極上二氧化碳得電子和水生成乙烯和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為2CO2+8H2O+12e=C2H4+12OH；每生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol電子，據(jù)此計算轉(zhuǎn)移0.2mol電子生成的氧氣體積=×1mol×22.4L/mol=1.12L；

(3)A．根據(jù)圖知，二氧化碳先和Cu反應(yīng)，最后又生成Cu，則Cu作催化劑，故A正確；

B．二氧化碳在反應(yīng)中得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)圖知，二氧化碳還原產(chǎn)物還有甲烷，所以二氧化碳反應(yīng)還原產(chǎn)物有乙烯和甲烷，故B正確；

C．生成乙烯是先除去氧后加氫，而不是先除氫后除氧，故C錯誤；

D．兩個反應(yīng)歷程中都有碳氧鍵的斷裂和碳?xì)滏I的形成，形成碳?xì)滏I導(dǎo)致生成甲烷和乙烯，故D正確；

答案選C。