低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是一个重要研究方向， 既可变废为宝，...

低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是一个重要研究方向， 既可变废为宝，又可减少碳的排放。工业上可用CO2和H2制备被誉为“21世纪的清洁燃料”二甲醚(CH3OCH3)：

如在500℃时，在密闭容器中将炼焦中的CO2转化为二甲醚，其相关反应为：

主反应I：2CO2 (g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)　　 △H1

副反应II：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H2

(1)已知：①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　　 △H=-90.1kJ/mol

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　　　 △H=-24.5kJ/mol

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　　 △H= -41.0kJ/mol

则主反应I的△H1=______。

(2)在一定温度下某密闭容器中按CO2和H2的浓度比为1：3投料进行反应，测得不同时间段部分物质的浓度如下表：

①10-20min 内，CH3OCH3的平均反应速率v(CH3OCH3)=_______。

②根据以上数据计算主反应I的平衡常数K=______(列式，代入数据，不计算结果)。

(3)欲提高CH3OCH3产率的关键的因素是选用合适的催化剂，其原因是_______。

(4)对于反应II，温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示：下列有关说法不正确的是_______。

A.其他条件不变，若不使用催化剂，则250℃时CO2的平衡转化率可能位于Ml

B.温度低于250°C时，随温度升高甲醇的产率增大

C.M点时平衡常数比N点时平衡常数大

D.实际反应应尽可能在较低的温度下进行，以提高CO2的转化

(5)利用太阳能电池将CO2转化为乙烯、丙烯等有机化工原料，其工作原理如图所示。则a为太阳能电池的_______极，写M极上生成丙烯的电极反应式为_________。

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低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请你结合下列有关图示和所学知识回答：

I．用CO2催化加氢可以制取乙烯：CO2（g）+3H2（g）1/2C2H4（g）+2H2O（g）。

(l)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应△H =___________（用含a、b的式子表示）；又知：相关化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的△H =-152 kJ/mol，则表中的x= ___。

(2)以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则M极上的电极反应式为____。

II．用CO2催化加氢还可以制取二甲醚：2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H =-122.5kJ/mol，某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图所示。

(3)图中T1、T2分别表示反应温度，判断T1、T2大小关系的依据是____；图中A、B、C三点对应的平衡常数分别为KA、KB、Kc，其三者大小的关系是____。

(4)T1温度下，将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中，经过5min反应达到平衡，则0～5min内的平均反应速率υ(H2)=_______，平衡常数K=__（列出计算式即可）。

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低碳经济成为人们一种新的生活理念。二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请你结合所学知识回答：

（1）①用CO2催化加氢可制取乙烯：CO2（g）+3H2（g）1/2C2H4（g）+ 2H2O（g），若　 该反应体系的能量随反应过程变化关系如下图所示， 则该反应的△H =______（用含a、b的式子表示）。

已知：几种化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的△H=-152kJ•mol﹣1，则表中的x=___________。

② 以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如下图所示。则N极上的电极反应式为____________；该电解池中所发生的总反应的化学方程式为__________。

（2）用CO2催化加氢可以制取乙醚的反应如下：2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+ 3H2O（g） △H=﹣122.5 kJ•mol﹣1，某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如下图所示。

①T1_______T2（填“<”、“=”或“>”），判断理由是__________________________。

②T1温度下，将6 mol CO2和12mol H2充入2 L的密闭容器中，经过5 min反应达到平衡，则0～ 5 min内的平均反应速率υ（CH3OCH3）=______。

③一定条件下，上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是______（填标号）。

A．逆反应速率先增大后减小　　　　　　 B．容器中 c（H2）/c（CO2）的比值减小　　

C．H2的转化率增大

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低碳经济成为一种重要的生活理念，二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的一个重要战略方向.

(1)以与为原料合成尿素[化学式为的主要反应如下:

①　

②　

③　

则与合成尿素和液态水的热化学方程式为____________

(2)用催化加氢还可以制取二甲醚：

某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，的平衡转化率如图所示。

①图中三点对应的平衡常数分别为,其三者大小的关系是____________.

②温度下，将和充入的密闭容器中，经过反应达到平衡，则内的平均反应速率_______，平衡常数的数值___________(列出计算式即可)。

(3)惰性材料做电极，电解强酸性的二氧化碳水溶液得到可得到多种燃料，其原理如图所示.则电解时，生成丙烯的电极反应式是___________________

(4)以为原料制取碳黑()的太阳能工艺如图所示。过程2中发生反应的化学方程式为；则过程1中每消耗 转移电子的物质的量为___________________.

(5)一定量溶于溶液中恰好得到 溶液，在常温下用的盐酸对其进行滴定，所得滴定曲线如图所示.点所得溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的排列顺序是______________(的电离常数为、..)

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“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题，为了减少空气中的温室气体，并且充分利用二氧化碳资源，科学家们设想了一系列捕捉和封存二氧化碳的方法。

（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式如下：

6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)　　　　 ΔH=-76.0 kJ·mol-1

①上述反应中每生成1 mol Fe3O4，转移电子的物质的量为_______mol。

②已知：C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol-1，则反应：3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。

（2）用氨水捕集烟气中的CO2生成铵盐是减少CO2排放的可行措施之一。

①分别用不同pH的吸收剂吸收烟气中的CO2，CO2脱除效率与吸收剂的pH关系如图所示，若烟气中CO2的含量（体积分数）为12％，烟气通入氨水的流量为0.052 m3·h-1(标准状况)，用pH为12.81的氨水吸收烟气30min，脱除的CO2的物质的量最多为____________(精确到0.01)。

②通常情况下温度升高，CO2脱除效率提高，但高于40℃时，脱除CO2效率降低的主要原因是______________。

（3）一定条件下，Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2“甲烷化”从而变废为宝，其反应机理如图所示。

①该反应的化学方程式为______________________；反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是_________________。

②向一容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO2：0.2 mol·L-1、H2：0.8 mol·L-1、CH4：0.8 mol·L-1、H2O：1.6 mol·L-1，CO2的平衡转化率为_________________；300℃时上述反应的平衡常数K=___________________。

③已知该反应正反应放热，现有两个相同的恒容绝热(与外界无热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ，在Ⅰ中充入1molCO2和4molH2，在Ⅱ中充入1molCH4和2molH2O(g)，300℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是___________________(填字母)。

A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同

B.容器Ⅰ、Ⅱ中CH4的物质的量分数相同

C.容器Ⅰ中CO2的物质的量比容器Ⅱ中的多

D.容器Ⅰ中CO2的转化率与容器Ⅱ中CH4的转化率之和小于1

【答案】　 2　 +18.7kJ·mol-1　 0.13mol　 碳酸氢铵受热分解生成二氧化碳，氨水受热挥发　 CO2+4H2CH4+2H2O　 MgOCH2　 80%　 25　 CD

【解析】（1）考查得失电子的计算、热化学反应方程式的计算，①根据反应方程式，只有CO2中C的化合价降低，生成1molFe3O4时消耗0.5molCO2，即转移电子物质的量为0.5×4mol=2mol；②6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)　 ①，C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)　 ②，(①＋②)/2，得出△H=(－76.0＋113.4)/2kJ·mol－1=＋18.7kJ·mol－1；（2）考查化学计算、化学反应控制条件，①pH=12.81，此时的CO2脱除效率为91.6%，脱除CO2的物质的量最多为mol=0.13mol；②氨水受热易挥发，温度过高，造成氨水挥发，吸收CO2的量减少，CO2与NH3反应后生成NH4HCO3，NH4HCO3受热分解，造成CO2脱除效率降低；（3）考查化学平衡的计算、勒夏特列原理，①根据反应机理，整个过程中加入物质是CO2和H2，生成的是CH4和H2O，因此反应方程式为CO2+4H2CH4+2H2O；Mg为＋2价，H为＋1价，O为－2价，因此表现－2价的中间体为MgOCH2；②　　　　 CO2+4H2CH4+2H2O

平衡：　　 0.2　 0.8　　　　　　　　 0.8　　 1.6

变化：0.8　　 3.2　　 0.8　　 1.6

起始：1　　　 4　　 0　　　 0，CO2的转化率为0.8/1×100%=80%；根据平衡常数的定义，K==25；③A、正反应是放热反应，反应I是向正反应方向进行，温度升高，化学速率快，反应II是向逆反应方向进行，向吸热反应方向进行，温度降低，化学反应速率变缓，故A错误；B、反应I向正反应方向进行，温度升高，容器为恒容绝热，对向正反应方向进行起到抑制，因此两个容器中CH4的质量分数不同，故B错误；C、根据B选项分析，故C正确；D、如果容器是恒温恒容，则CO2的转化率与反应II中CH4的转化率之和为1，因为是恒容绝热容器，转化率都要降低，因此两者转化率的和小于1，故D正确。

点睛：本题的难点是（3）③，学生没有注意到容器是恒容绝热，造成错选，绝热是容器与外界无热量的交换，像A选项，容器I正反应是放热反应，向正反应方向进行，温度升高，化学反应速率增大，容器II，是向逆反应方向进行，是向吸热反应方向进行，温度降低，化学反应速率变缓，因此平时做题时，读题要找到重点。

【题型】综合题
【结束】
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氢能作为理想的清洁能源之一，已经受到世界各国的普遍关注。氢的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢方法有：配位氢化物储氢、碳质材料储氢、合金储氢、多孔材料储氢等。

请回答下列问题：

（1）氨硼烷( NH3BH3)是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物(HB=NH)3通过3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3制得。

①B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为_____________，CH4、H2O、CO2键角由大到小的顺序为_________________。

②1个(HB=NH)3分子中有______个σ键。与(HB=NH)3互为等电子体的分子为________(填分子式)。

③反应前后碳原子的杂化轨道类型分别为__________、____________。

④氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体具有类似金刚石的结构，但熔点比金刚石低，原因是___________________________。

（2）一种储氢合金由镍和镧(La)组成，其晶胞结构如图所示。

①Ni 的基态原子核外电子排布式为_______________。

②该晶体的化学式为_______________。

③该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知：a=m pm，c=n pm；标准状况下氢气的密度为ρg·cm-3；阿伏加德罗常数的值为NA。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为______________。 (储氢能力=)

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“节能减排”，减少全球温室气体排放，意义十分重大。二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一，科学家利用溶液喷淋“捕捉”空气中的。

（1）使用过量溶液吸收，反应的离子方程式为________；若含有3molNaOH的溶液“捕捉”了22．4L气体（标准状况），则所得溶液中钠与碳元素的物料守恒关系式为__________（用离子浓度的关系式表示）。

（2）①以和为原料可合成化肥尿素[]。已知：

    ①

 ②

   ③

试写出和合成尿素和液态水的热化学方程式__________。

②通过反应可转化为，在催化剂作用下CO和反应生成甲醇： 某容积可变的密闭容器中充有10molCO与20mol，CO的平衡转化率（a）与温度、压强的关系如下图所示。

A．若A点表示在某时刻达到的平衡状态，此时容器的容积为VL，则该温度下的平衡常数K=__________；平衡状态B点时容器的容积_______VL。（填“大于”、“小于”或“等于”）

B．若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间_______（填“>”、“<”或“=”）

C．在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是________（写出一种即可）。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

减少工业和生活废弃物的排放并合理开发利用，近年来受到了人们的普遍关注。

I .利用工业废水中的CO2制取甲醇，反应为CO2+3H2CH3OH +H2O。

(1)已知下列反应的能量变化如图所示：

由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为__________________________。

II.利用工业废气CO合成甲醇，反应为CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)。

(2)一定条件下，在1L密闭容器中充入0.6 mol CO和1.4mol H2，8 min后达到平衡，CO的转化率为50%，则8 min内H2的平均反应速率为___________________。

(3)若反应原料是来自煤的气化，已知该反应的平衡常数表达式为K=，每生成1molH2需要吸收131.3kJ的热量。写出该反应的热化学方程式___________。

(4)t℃时，能发生如下反应：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)。已知反应平衡常数为400，此温度下，在1L密闭容器中加入—定量的甲醇，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：

此刻正、逆反应速率的关系是：v(正)____v(逆)(填“>”“<”或“=”)，平衡时c(CH3OCH3)的物质的量浓度是___________________。

(5)已知反应 3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)，CO的平衡转化率a(CO)与温度、压强的关系如右图所示。图中X表示_____(填“温度”或“压强”)，判断的理由是____________。

(6)强酸性电解质溶液中，用惰性电极电解CO2可转化为多种燃料，其原理如图所示。b为电源的______　　 极。电解时，生成乙烯的电极反应式为________。

高三化学简答题困难题查看答案及解析

研究 CO、CO2 的回收利用既可变废为宝，又可减少碳的排放。回答下列问题：

（1）T1 K 时，将 1mol 二甲醚引入一个抽空的 50L 恒容容器中，发生分解反应：CH3OCH3(g) CH4(g)＋H2(g)＋CO(g) ，在不同时间测定容器内的总压，所得数据见下表：

由表中数据计算：0～5.0 min 内的平均反应速率 v(CH3OCH3)＝__________，该温度下平衡常数 K＝_______________ 　　 。

（2）在 T2 K、1.0×104 kPa 下，等物质的量的 CO 与 CH4 混合气体发生如下反应：CO(g)＋CH4(g) CH3CHO(g)，反应速率 v正 −v逆＝k正p(CO)•p (CH4)－k逆p(CH3CHO)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，P为气体的分压（气体分压P＝气体总压 P总×体积分数）。用气体分压表示的平衡常数 Kp＝4.5×10-5(kPa)-1，则 CO 转化率为 20%时，=____________。

高三化学计算题简单题查看答案及解析

CO2的大量排放不仅会造成温室效应还会引起海水中富含二氧化碳后酸度增加，可能会杀死一些海洋生物，甚至会溶解掉部分海床，从而造成灾难性的后果。所以二氧化碳的吸收和利用成为当前研究的重要课题。

（1）工业上以CO2与H2为原料合成甲醇，再以甲醇为原料来合成甲醚。

已知：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）　　 △H1

2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）　　 △H2=-24.5 kJ•mol﹣1

2CO2（g）+6H2（g）⇌ CH3OCH3（g）+3H2O（g）　　 △H3=-122.5 kJ•mol﹣1

甲醇的电子式为________________；△H1=________kJ·mol-1

（2）某科研小组探究用活性炭处理汽车尾气的可行性，在T1℃体积为2L的恒温密闭容器中进行了实验，并根据实验数据绘制了如下图像，其中X代表NO浓度变化，Y代表N2和CO2浓度变化：

①若15min，后升高到一定温度，达到新平衡后容器中N2、CO2、NO的浓度之比为1：1：3，到达到新平衡时CO2的反应速率与图中a点相比较，速率_____(填“增大”、“减小”或“不变”)，此时平衡常数K与T1℃相比_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。②T1℃时该反应的平衡常数为_________________。

③如上图所示，若15min后改变了一个条件，t时刻建立新的平衡，b点坐标(0.6，t)，c点坐标(0.3，t)。则改变的条件可能是_______(填序号)。

a．扩大容器体积　　　　　 b．升高温度　　　　　 c．使用合适催化剂　　　　　 d．移走部分NO

（3）已知：H2CO3的电离常数Ka1=4.4×10-7，Ka2=5×10-11。25℃时若用1L 1mol· L-1的NaOH溶液吸收CO2，当溶液中c(CO32-)：c(H2CO3)=2200，此时该溶液的pH值为________________。

（4）以熔融K2CO3为电解质的甲醚燃料电池，具有能量转化率高，储电量大等特点，则该电池的负极电极反应式为______________________。

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“低碳生活”是生态文明的前提和基础，减少二氧化碳的排放是“低碳”的一个重要方面，因此，二氧化碳的减排已引起国际社会的广泛关注。请回答下面二氧化碳回收利用的有关问题:

I.利用太阳能等可再生能源，通过光催化、光电催化或电解水制氢来进行二氧化碳加氢制甲醇时发生的主要反应是:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

（1）若二氧化碳加氢制甲醇反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明该反应进行到1，时刻达到平衡状态的是____________(填字母编号)

（2）常压下，二氧化碳加氢制甲醇反应时的能量变化如图1所示，则该反应的△H=_____。

（3）在2L恒容密闭容器a和b中分别投入2molCO2和6molH2在不同温度下进行二氧化碳加氢制甲醇反应，各容器中甲醇的物质的量与时间关系如图2所示:

①若实验a、实验b的反应温度分别为T1、T2，则判断T1_____T2 (选填”>”、“<”或“=”)。若实验b中改变条件时，反应情况会由曲线b变为曲线c，则改变的条件是________。

②计算实验b条件下,0--10min段氢气的平均反应速率v(H2) = _____mol/(L·min)。

③在实验b条件下，该反应的平衡常数为_________。若平衡时向容器再充入1mol CO2和3molH2，重新达平衡时，混合气体中甲醇的物质的量分数______30%(选填“>”“ <” 或“=” )。

II.右图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH 和O2 的原理示意图。

（4）催化剂a表面发生的电极反应式_________。

（5）标准状况下每回收44.8 L CO2转移的的电子数为_______个。

（6）常温下，0.1mol/L的HCOONa溶液的pH 为10，则常温下，HCOOH 的电离常数Ka 约为__________。

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