CO2和甲烷催化合成CO和H2是CO2资源化利用的有效途径。主要反应如下：Ⅰ：CH4（g）...

CO2和甲烷催化合成CO和H2是CO2资源化利用的有效途径。主要反应如下：

Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g）　 △H＝+247kJ/mol

（1）已知CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）　 △H＝+206 kJ/mol

写出CH4和水蒸气反应生成CO2的热化学方程式：___。

（2）在恒温、恒容的密闭容器中发生反应Ⅰ，下列选项能够说明反应Ⅰ达到平衡状态的是___。

A.混合气体的密度不变

B.混合气体的总压强不变

C.CH4、CO2、CO、H2的物质的量之比为1：1：2：2

D.2v正（H2）＝v逆（CH4）

E.混合气体的平均相对分子质量不变

（3）催化合成的温度通常维持在550﹣750℃之间，从反应速率角度分析其主要原因可能是___。

（4）将CH4与CO2各1mol充入某密闭容器中，发生反应Ⅰ。100kPa时，反应Ⅰ到达平衡时CO2的体积分数与温度的关系曲线如图所示。

①图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡CO2的体积分数，则___点对应的平衡常数最小，判断依据是___；___点对应的压强最大。

②300℃、100kPa下，该容器中反应Ⅰ经过40min达到平衡，计算反应在0﹣40 min内的平均反应速率为v（CO2）＝___mol/min（用分数表示）。

高二化学解答题中等难度题查看答案及解析

CO2和甲烷催化合成CO和H2是CO2资源化利用的有效途径。主要反应为

Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）　　　　 △H=+247kJ/mol

（1）已知CH4（g）+H2O（g）CO（g）+H2（g）　　　　 △H=+206kJ/mol

写出CH4和水蒸气反应生成CO2的热化学方程式_______________________________。

（2）在恒温、恒容的密闭容器中发生反应I，下列选项能够说明反应I达到平衡状态的是______。

A.混合气体的密度不变

B.混合气体的总压强不变

C.CH4、CO2、CO、H2的物质的量之比为1:1:2:2

D.3v正（H2）=v逆（CH4）

E.混合气体的平均相对分子质量不变

（3）将CH4与CO2各1mol充入某密闭容器中，发生反应I。100kPa时，反应I到达平衡时CO2的体积分数与温度的关系曲线如图所示。

①图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时CO2的体积分数，则______点对应的平衡常数最小，判断依据是______________________________；________点对应的压强最大。

②300℃，100kPa下，该容器中反应I经过40min达到平衡，计算反应在0-40min内的平均反应速率为v（CO2）=_________mol/min（结果保留两位有效数字）

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

CO2甲烷化是一种实现CO2资源化利用的有效途径。

Ⅰ．热化学转化

CO2甲烷化过程发生反应：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)ΔH

(1)每生成1mol CH4(g)，放热165 kJ，则ΔH＝______。

(2)反应的平衡常数的表达式：K＝______。温度升高，K______(填“增大”或“减小”)。

(3)其他条件不变时，一段时间内，压强对CO2的转化率及CH4的选择性的影响如下图。

注：选择性＝转化为目标产物的原料量÷原料总的转化量

CO2甲烷化反应选择0.1MPa而不选择更高压强的原因是______。

Ⅱ．电化学转化

多晶Cu可高效催化CO2甲烷化，电解CO2制备CH4的原理示意图如下。电解过程中温度控制在10℃左右，持续通入CO2。阴、阳极室的KHCO3溶液的浓度基本保持不变。

(4)多晶Cu作______(填“阴”或“阳”)极。

(5)结合电极反应式，说明阴极室KHCO3溶液浓度基本不变的原因：______。

(6)上述电解过程中采取了______措施(写2条即可)使CO2优先于H+放电。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：

（1）CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4（g）+ CO2（g）2CO （g）+ 2H2（g）

①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

则该反应的ΔH=_________。分别在v L恒温密闭容器A（恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______（填“A” 或“B ”）。

（2）CO2可以被NaOH溶液捕获。

①若所得溶液pH=13，CO2主要转化为_______（写离子符号）；若所得溶液c（HCO3−）∶c（CO32−）=2∶1，溶液pH=___________。（室温下，H2CO3的K1=4×10−7；K2=5×10−11）

②当2molCO2通入3molNaOH被吸收时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)________。

a．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CO32−)＋c(HCO3-)＋c(OH－)

b．c(Na＋)>c(HCO3-)>c(CO32−)> c(OH－)>c(H＋)

c．3c(Na＋)＝2[c(CO32−)＋c(HCO3-) +c(H2CO3)]

（3）CO2辅助的CO—O2燃料电池，工作原理如图所示，固体介质中CO32— 可定向移动。电池的负极反应式：________________________________电池工作时需向某电极通入CO2以触发反应，该电极为_____________（填“甲”或“乙”）

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，CO2的综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。

（1）CO2催化加氢能合成低碳烯烃：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)。不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图所示，则曲线b表示的物质为________(填化学式)。

（2）CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。

反应A：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)

反应B：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)

控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图所示。

①由图可知温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是_____。

②由图可知获取CH3OH最适宜的温度是________，下列措施有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的有________(填字母)。

A. 使用催化剂

B. 增大体系压强

C. 增大CO2和H2的初始投料比

D. 投料比和容器体积不变，增加反应物的浓度

（3）在恒温恒容条件下，反应A达到平衡的标志有_____

A. 容器中气体压强不再发生变化

B. 容器中气体密度不再发生变化

C. 容器中气体颜色不再发生变化

D. 容器中气体平均摩尔质量不再发生变化

（4）由CO2制取C的太阳能工艺如图所示。“热分解系统”发生的反应为2Fe3O46FeO＋O2↑，每分解1 mol Fe3O4转移电子的物质的量为_____；“重整系统”发生反应的化学方程式为___。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

CO2是一种廉价的碳资源，CO2及碳的其他化合物综合利用具有重要意义

回答下列问题：

(1)CO2与CH4经催化重整制得合成气：CH4(g)+C02(g) 2CO（g）+2H2（g）ΔH=+120kJ·mol-1有利于提高CH4平衡转化率的条件是_______(填标号)

A高温低压　　 B.低温高压　　 C.高温高压　　 D.低温低压

(2)以甲烷为燃料的新型燃料电池，目前已得到了广泛的研究，如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：

电池的负极是_______(填“a”或“b”）电极，该极的电极反应式为____________________________

(3)CO2可以被NaOH溶液捕获，若所得溶液c(HCO3-):c(CO32-)=2:1，溶液pH=__________（室温下，H2CO3的K1=4×10-7，，K2=5×10-11)　 0.1mol/L NaHCO3溶液中阴离子的浓度由大到小的顺序为_____________________________________

(4)已知25oC，H2SO3的Ka1=1.3×10-2Ka2=6.2×10-8，将SO2通入氨水中，当c（OH-）降至1.0×10-7mol/L时，溶液中 的c(SO32-)/c(HSO3-)=________________

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：

（1）CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4（g）+ CO2（g）2CO （g）+ 2H2（g）

①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

则该反应的ΔH=_________。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____（填标号）。

A.高温低压　　　　　　　　 B.低温高压　　　　　 C.高温高压　　　　　　　　 D.低温低压

②某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_______mol2·L-2。

（2）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液c（HCO3−）∶c（CO32 -）=2∶1，溶液pH=____。（室温下，H2CO3的K1=4×10-7；K2=5×10-11），0.1mol·L-1 NaHCO3溶液中阴离子的浓度由大到小的顺序为______________

（3）研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在_______极，该电极反应式是___________________________________

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：

（1）CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4（g）+ CO2（g）2CO （g）+ 2H2（g）

①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

则该反应的ΔH=_________。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____（填标号）。

A.高温低压　　　　　　　　 B.低温高压　　　　　 C.高温高压　　　　　　　　 D.低温低压

②某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_______mol2·L-2。

（2）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液c（HCO3−）∶c（CO32 -）=2∶1，溶液pH=____。（室温下，H2CO3的K1=4×10-7；K2=5×10-11），0.1mol·L-1 NaHCO3溶液中阴离子的浓度由大到小的顺序为______________

（3）研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在_______极，该电极反应式是___________________________________

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

CH4-CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，有利于减小温室效应，其主要反应为CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ΔH＝+247 kJ·mol−1，同时存在以下反应：积碳反应：CH4(g)⇌C(s)+2H2(g) ΔH＝+75 kJ·mol−1，消碳反应：CO2(g)+C(s)⇌2CO(g) ΔH＝+172 kJ·mol−1，积碳会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如图。下列说法正确的是

A.高压利于提高 CH4 的平衡转化率并减少积碳

B.增大CO2与CH4的物质的量之比有助于减少积碳

C.升高温度，积碳反应的化学平衡常数K减小，消碳反应的K增大

D.温度高于600℃，积碳反应的化学反应速率减慢，消碳反应的化学反应速率加快， 积碳量减少

高二化学单选题中等难度题查看答案及解析

甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。

(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝260 kJ·mol－1

已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)

ΔH＝－566 kJ·mol－1。

则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为_________________________________。

(2)如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

①a处应通入________(填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是__________________________________。

②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH________(填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度________。

③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH－以外还含有________(忽略水解)。

④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L(标准状况下)。

高二化学综合题困难题查看答案及解析