处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。（1）CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为...

处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。

（1）CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为N2O（g）+CO（g）CO2（g）+N2（g）　　 △H。几种物质的相对能量如下：

①△H=___________ kJ·mol－1。改变下列“量”，一定会引起△H发生变化的是___________（填代号）

A.温度　　 B.反应物浓度　　 C.催化剂　　 D.化学计量数

②有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。其总反应分两步进行：

第一步：Fe++N2O===FeO++N2；第二步：____________（写化学方程式）。

第二步步反应不影响总反应达到平衡所用时间，由此推知，第二步反应速率_____第一步反应速率（填“大于”或“等于”）。

（2）在实验室，采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO，发生反应：I2O5 （s）+5CO（g）5CO2（g）+I2（s）。测得CO的转化率如图1所示。

①相对曲线a，曲线b仅改变一个条件，改变的条件可能是________。

②在此温度下，该可逆反应的平衡常数K=___________（用含x的代数式表示）。

（3）工业上，利用CO和H2合成CH3OH。在1L恒容密闭容器中充入1 mol CO（g）和 n molH2，在250℃发生反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中，CO的平衡转化率最大的点是___________。

（4）有人提出，利用2CO（g）===2C（s）+O2（g）消除CO对环境的污染，你的评价是___________（填“可行”或“不可行”）

（5）CO－空气碱性燃料电池（用KOH作电解质），当恰好完全生成KHCO3时停止放电。写出此时负极的电极反应式：_________。

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处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。

（1）CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为N2O（g）+CO（g）CO2（g）+N2（g）　　 △H。几种物质的相对能量如下：

①△H=___________ kJ·mol－1。改变下列“量”，一定会引起△H发生变化的是___________（填代号）

A.温度　　 B.反应物浓度　　 C.催化剂　　 D.化学计量数

②有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。其总反应分两步进行：

第一步：Fe++N2O===FeO++N2；第二步：____________（写化学方程式）。

第二步步反应不影响总反应达到平衡所用时间，由此推知，第二步反应速率_____第一步反应速率（填“大于”或“等于”）。

（2）在实验室，采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO，发生反应：I2O5 （s）+5CO（g）5CO2（g）+I2（s）。测得CO的转化率如图1所示。

①相对曲线a，曲线b仅改变一个条件，改变的条件可能是________。

②在此温度下，该可逆反应的平衡常数K=___________（用含x的代数式表示）。

（3）工业上，利用CO和H2合成CH3OH。在1L恒容密闭容器中充入1 mol CO（g）和 n molH2，在250℃发生反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中，CO的平衡转化率最大的点是___________。

（4）有人提出，利用2CO（g）===2C（s）+O2（g）消除CO对环境的污染，你的评价是___________（填“可行”或“不可行”）

（5）CO－空气碱性燃料电池（用KOH作电解质），当恰好完全生成KHCO3时停止放电。写出此时负极的电极反应式：_________。

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处理、回收利用CO是环境科学家研究的热点课题。回答下列问题:

Ⅰ.处理大气污染物

CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应原理为:有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。

其总反应分两步进行:（1）第一步:;第二步:____ (写反应方程式)。

（2）第二步反应不影响总反应达到平衡所用时间,由此推知,第二步反应速率____ 第一步反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。

Ⅱ.合成天然气(SNG)涉及的主要反应原理如下:

CO甲烷化: 　　　　

水煤气变换:

（3）反应的△H= ___kJ/mol。

（4）在一恒容容器中,按照nmolCO和3nmolH2投料发生CO甲烷化反应,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如右图所示,下列说法正确的是_____(填标号)。

a.温度:T1<T2<T3

b.正反应速率:v(e)>v(c)>v(b)

c.平衡常数:K(a)<K(d)<K(c)

d.平均摩尔质量:M(a)>M(b)=M(e)

（5）在恒压管道反应器中,按n(H2)︰n(CO)=3︰1通入原料气发生CO甲烷化反应,400℃、P总为100kPa时反应体系平衡组成如下表所示。

则该条件下CO的总转化率α= ___。 (保留一位小数)

（6）将制备的CH4用来组成下图所示燃料电池电解制备N2O5

①阳极的电极反应为_____。

②理论上制备1molN2O5，石墨2电极消耗气体的体积为_____L(标准状况)。

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二氧化碳是常见的温室气体，其回收利用是环保领域研究的热点课题。回答下列问题：

（1）Li4SiO4可用于富集CO2，原理是在500℃ ，低浓度CO2与Li4SiO4接触后反应生成两种锂盐；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出高浓度CO2，Li4SiO4再生，700℃时反应的化学方程式为________。

（2）CO2加氢合成低碳烯烃的技术在节能减排等方面具有重要意义。以合成C2H4为例，该转化分为两步进行：

第一步：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)+H2O(g)　 △H=+41.3kJ·mol-1

第二步，2COg(g)＋4H2(g)=C2H4(g)+ 2H2O(g)　 △H=-210.5kJ·mol-1

①CO2氢合成乙烯的热化学方程式为_________。

②－定条件下的密闭容器中，总反应达到平衡，要提高CO2的转化率．可以采取的措施是______（填字母）。

A.减小压强　　　　　　　　 B.增大H2的浓度　　　　 C.加入适当催化剂　　　　 D.分离出H2O(g)

（3）由CO2和H2合成CH3OH 的反应如下：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)　 △H，在10L的恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2，在不同条件下发生上述反应，测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示。

①上述反应的△H______（填“> “或“<”），判断理由是______。

②图中压强p1______（城“>”或“<”）p2。

③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的9/10，若反应从开始到平衡所需的时间为5min，则0～5min内H2的反应速率v(H2)=_____________。

④N点时，该反应的平衡常数K=_______（计算结果保留2位小数）。

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CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题，可利用CH4与CO2制备“合成气”(CO、H2)，还可制备甲醇、二甲醚、低碳烯烃等燃料产品。

I.制合成气

科学家提出制备：“合成气”反应历程分两步：

反应①: CH4(g)⇌C(ads)+2H2(g) (慢反应)

反应②:C(ads)+CO2(g)⇌2CO(g)　　 (快反应)

上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如下图：

(1) CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为____。 能量变化图中：E5+E1_______E4+ E2(填“>” 、 “<　　 ” 或 “= ”)。

II.甲醇合成

在某 CO 催化加氢制甲醇的反应体系中，发生的主要反应有：

i. CO2(g) + 3 H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1< 0

ii.CO2(g) + H2(g)⇌CO (g)+H2O(g)　　　　　 △H2>0

iii . CO(g)+2H2( g)⇌CH3OH(g) (g)　　 △H3< 0

(2)5MPa 时，往某密闭容器中按投料比n(H2) :n ( CO2) =3:1 充入H2和CO2。反应达到平衡时， 测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。

①体系中CO2的物质的量分数受温度的影响不大， 原因是_____。

②250°C时，反应 i i 的平衡常数____1(填“> ”“< ”或“=”)

③下列措施中，无法提高甲醇产率的是____(填标号)。

A．加入适量CO　　 B．增大压强　　　　 C．循环利用原料气　　　　 D．升高温度

④在下图中画出n(H2)/ n(CO2)随温度变化趋势图_____。

(3)反应i可能的反应历程如下图所示。

注：方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字或字母，单位：eV)。其中TS表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒，反应历程中，生成甲醇的决速步骤的反应方程式为__。

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CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题，可利用CH4与CO2制备“合成气”（CO、H2），还可制备甲醇、二甲醚、低碳烯烃等燃料产品。

I．制合成气

科学家提出制备“合成气”反应历程分两步：

反应①：CH4（g）C（ads）+2H2 （g）　 （慢反应）

反应②：C（ads）+ CO2（g）2CO（g）　 （快反应）

上述反应中C（ads）为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图：

（1）CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为_________。能量变化图中：E5+E1_________E4+E2（填“＞”、“＜”或“＝”）。

II．脱水制醚

利用“合成气”合成甲醇后，甲醇脱水制得二甲醚的反应为：

2CH3OH（g）CH3OCH3（g） + H2O（g）　 ΔH，其速率方程式为：v正= k正·c2（CH3OH），v逆=k逆·c（CH3OCH3）·c（H2O），k正、k逆为速率常数且只与温度有关。经查阅资料，上述反应平衡状态下存在计算式：lnKc = −2.205+（Kc为化学平衡常数；T 为热力学温度，单位为K）。

（2）反应达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数_________ k逆增大的倍数（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）某温度下（该反应平衡常数Kc为200），在密闭容器中加入一定量 CH3OH，反应到某时刻测得各组分的物质的量如下：

此时正、逆反应速率的大小：v正 ____v逆 （填“＞”、 “＜”或“＝”）。

（4）500K下，在密闭容器中加入一定量甲醇 CH3OH，反应到达平衡状态时，体系中CH3OCH3（g）的物质的量分数为_________（填标号）。

A ＜　　　　　　　 B 　　　　　　 C ＞　　　　　 D 无法确定

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CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题。可利用CH4与CO2制备合成气(CO、H2)，还可制备甲醇、二甲醚、低碳烯经等燃料产品。

I.科学家提出制备“合成气”反应历程分两步：

反应①：CH4(g)⇌C(ads) +2H2(g)　　 (慢反应)

反应②：C(ads) + CO2(g)⇌2CO(g)　 (快反应)

上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图：

(1)CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为____________：该反应在高温下可自发正向进行的原因是_________，能量变化图中：E5+E1___E4+E2(填“>”、“<”或“=”)。

II.利用“合成气”合成申醇后，脱水制得二甲醚。

反应为：2CH3OH(g)⇌CH3OCH3 (g) + H2O(g)　　 △H

经查阅资料，在一定范围内，上述反应化学平衡常数与热力学温度存在如下关系：lnKc=-2.205+。其速率方程为：v正=k正•c2(CH3OH)，v逆=k逆•c(CH3OCH3)•c(H2O)，k正、K逆为速率常数，且影响外因只有温度。

(2)反应达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数________ k逆增大的倍数(填“>”、“<”或“= ”)。

(3)某温度下，Kc=200，在密闭容器中加入一定量CH3OH。反应到某时刻测得各组分的物质的量如下：

此时正、逆反应速率的大小：v正 ____v逆(填“>”、“<”或“=”)。

(4)500K下，在密闭容器中加入一定量甲醇CH3OH，反应到达平衡状态时，体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数为_____(埴标号)

A.　　　 B.　 C.　 D.无法确定

Ⅲ.合成低碳烯经

(5)强碱性电催化还原CO2制备乙烯研究取得突破进展，原理如图所示。b极接的是太阳能电池的_______极(已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液)。请写出阴极的电极反应式______。

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回收和利用CO2是环境科学家研究的热点，是减轻温室效应危害的重要途径。

(1)在太阳能的作用下，以CO2为原料制取炭黑的流程如图所示。其总反应的化学方程式为_____________。

(2)CO2经过催化氢化合成低碳烯烃。合成乙烯的反应为

2CO2(g)+6H2(g)==CH2=CH2(g)+4H2O(g)　　 △H=akJ/mol

已知:

则a=________。

(3)T℃时。在恒容密闭容器中充入1molCO2和nmolH2，在一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H<0，混合气体中CH3OH 的体积分数与氢气的物质的量的关系如图所示。图1中A、B、C 三点对应的体系。CO的转化率最大的是____(填字母)，判断理由是____________。

(4) 工业上也用合成气(H2和CO) 合成甲醇，反应为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)　　 △H<0，在10L的恒容密团容器中充入H2和CO的物质的量分别为2mol和1mol，测得CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。

①图2中S代表的物理量是_________。

②已知300℃时上述反应达到平衡时，CO 的平衡转化率为60% 若再向该平衡体系中再加入2molCO、2molH2、2molCH3OH 若保持温度和容器休积不变，则平衡会_____(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。

(5)工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，其装置示意图如下图所示：

①阳极区产生CO2的原因是________(用离子方程式表示)。

②利用平衡移动原理，简述CO32-在阴极区再生的原因____________。

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回收和利用CO2是环境科学家研究的热点，是减轻温室效应危害的重要途径。

(1)在太阳能的作用下，以CO2为原料制取炭黑的流程如图所示。其总反应的化学方程式为_____________。

(2)CO2经过催化氢化合成低碳烯烃。合成乙烯的反应为

2CO2(g)+6H2(g)==CH2=CH2(g)+4H2O(g)　　 △H=akJ/mol

已知:

则a=________。

(3)T℃时。在恒容密闭容器中充入1molCO2和nmolH2，在一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H<0，混合气体中CH3OH 的体积分数与氢气的物质的量的关系如图所示。图1中A、B、C 三点对应的体系。CO的转化率最大的是____(填字母)，判断理由是____________。

(4) 工业上也用合成气(H2和CO) 合成甲醇，反应为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)　　 △H<0，在10L的恒容密团容器中充入H2和CO的物质的量分别为2mol和1mol，测得CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。

①图2中S代表的物理量是_________。

②已知300℃时上述反应达到平衡时，CO 的平衡转化率为60% 若再向该平衡体系中再加入2molCO、2molH2、2molCH3OH 若保持温度和容器休积不变，则平衡会_____(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。

(5)工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，其装置示意图如下图所示：

①阳极区产生CO2的原因是________(用离子方程式表示)。

②利用平衡移动原理，简述CO32-在阴极区再生的原因____________。

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CO、CO2是火力发电厂释放出的主要尾气，它们虽会对环境造成负面影响，但也是重要的化工原料，其回收利用是环保领域研究的热点课题。

（1）CO 与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下，向2L 的密闭容器中投入一定量的CO与Cl2，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)　　　 ΔH=a kJ/ mol。

反应过程中测定的部分数据如下表：

①反应从开始到2min 末这一段时间内的平均速率v(COCl2)=_____mol/(L·min)。

②在2min~4min 间，v (Cl2) 正______v (Cl2)逆（填“＞”、“＜”或“=”），该温度下K=_______。

③已知X、L可分别代表温度或压强，图1表示L不同时，CO的转化率随X的变化关系。L代表的物理量是_____________；a_________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

（2）在催化剂作用下NO和CO 可转化为无毒气体：

2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)　　 △H

①已知： N2(g)+O2 (g)=2NO(g)　　 △H1= +180.0kJ/mol

2C(s)+O2 (g)=2CO (g)　　 △H2= -221.0 kJ/mol

2C(s)+2O2 (g)=2CO2 (g)　　 △H3= -787.0 kJ/mol

则ΔH=____________。

②研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。某同学设计了三组实验（实验条件已经填在下面的实验设计表中）。实验的设计目的是___________________________。

（3）在强酸性的电解质水溶液中，惰性材料作电极，电解CO2可得到多种燃料，其原理如图2 所示。

①b 为电源的_______（填“正”或“负”）极，电解时，生成丙烯的电极反应式是_________。

②侯氏制碱法中可利用CO2、NH3、NaCl等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。已知H2CO3 的Ka1=4.3×10-7 mol•L-1、Ka2=5.6×10-11 mol•L-1，NaHCO3溶液中各离子浓度由大到小的顺序为________。

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