二氧化碳的回收利用是环保和能源领域研究的热点课题,请根据要求回到下列问题:
(1)研究表明,利用太阳能可以将分解制收炭黑,其原理如图1所示,制取炭黑的化学反应方程式是______;
已知:①
②
则过程2 的热化学方程式为______。
(2)一定温度下,在密闭容器中进行反应,下列说法正确的是______ 填字母序号
A.当反应容器中压强不变时,反应达到平衡状态
B.升高温度,加快反应速率, 的转化率增大
C.增大 的浓度,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大
D.平衡时CO、 的体积分数一定相等
(3)在2L恒容密闭容器中充入和nmol ,在一定条件下发生反应,,的转化率与温度、投料比的关系如图2所示。
①该反应的平衡常数表达式为______,若,则B点的K______计算结果精确至;
②若在500K时,按投料,在恒压下进行,达到平衡状态,此时的转化率______ 填“”“”或“”;
(4)某研究团队设计出一种新型太阳能电池,能把大气中的二氧化碳转换成碳氢化合物燃料。如图3是通过
和作用制备的原理示意图。b电极的电极反应为______。
高三化学综合题中等难度题
二氧化碳的回收利用是环保和能源领域研究的热点课题。
(1)新的研究表明,利用太阳能可以将CO2分解制取炭黑,其原理如右图所示。该过程的能量转化形式为______,在整个过程中,FeO的作用是_________。
已知:
①2Fe2O4(s)=6FeO(s)+O2(g) ΔH=akJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=bKJ/mol 则过程2的热化学方程式为________。
(2)一定温度下,在密闭容器中进行反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH>0,下列说法正确的是________。
A.当混合气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡状态
B.升高温度,加快反应速率,CO2的转化率降低
C.增大CO2的浓度,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大
D.平衡时CO、H2的体积分数不一定相等
(3)在2L恒容密闭容器中充入2molCO2和nmolH2,在一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3COOH(g)+H2O(g),CO2的转化率与温度、投料比的关系如右图所示。
①若从反应开始到A点需要10s,则V(H2)= _____。
②该反应的平衡常数表达式为______,若X1=3,则B点的K=___________。
③根据图像判断X1 ____X2(填“>”、“<”或“=”,下同),平衡常数KA ___KB。
④若在500K时,按X1投料,在恒压下进行,达到平衡状态,此时CO2的转化率______75%(填“>”、“<”或“=”)
(4)美国伊利诺大学芝加哥分校(UIC)的研究团队设计出一种突破性的新太阳能电池,能把大气中的二氧化碳转换成碳氢化合物(hydrocarbon)燃料,解决了现代社会的两大挑战:“减少大气的碳含量”以及“有效率地制造高密度能源”。右图是通过CO2和H2O作用制备CH3OH的原理示意图。
①a电极的名称_________,电极产物___________。
②b电极的电极反应为_________。
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二氧化碳的回收利用是环保和能源领域研究的热点课题,请根据要求回到下列问题:
(1)研究表明,利用太阳能可以将分解制收炭黑,其原理如图1所示,制取炭黑的化学反应方程式是______;
已知:①
②
则过程2 的热化学方程式为______。
(2)一定温度下,在密闭容器中进行反应,下列说法正确的是______ 填字母序号
A.当反应容器中压强不变时,反应达到平衡状态
B.升高温度,加快反应速率, 的转化率增大
C.增大 的浓度,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大
D.平衡时CO、 的体积分数一定相等
(3)在2L恒容密闭容器中充入和nmol ,在一定条件下发生反应,,的转化率与温度、投料比的关系如图2所示。
①该反应的平衡常数表达式为______,若,则B点的K______计算结果精确至;
②若在500K时,按投料,在恒压下进行,达到平衡状态,此时的转化率______ 填“”“”或“”;
(4)某研究团队设计出一种新型太阳能电池,能把大气中的二氧化碳转换成碳氢化合物燃料。如图3是通过
和作用制备的原理示意图。b电极的电极反应为______。
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二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题.
(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。其合成乙烯的反应为2CO2 (g)+ 6H2(g)CH2= CH2(g) +4H2O(g) △H几种物质的能量(在标准状况下,规定单质的能量为0,测得其他物质在生成时所放出或吸收的热量)如下表所示:
则△H=_______________
(3)在2L恒容密闭容器中充入2 moI CO2和nmol H2,在一定条件下发生(2)巾的反应,CO2的转化率与温度、投料比的关系如右图所示。
①X1_________X2(填“>”、“<”或“=”,下同),平衡常数KA_________KB。
②若B点的投料比为3,且从反应开始到B点需要10 min,则v(H2)=___________。
(4)以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能将CO2转化为低碳烯烃,工作原理图如下。
①b电极的名称是 。
②产生丙烯的电极反应式为 。
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二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。
(1)在太阳能的作用下,以CO2为原料制取炭黑的流程如图1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.其合成乙烯的反应为2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H,几种物质的能量(在标准状况下,规定单质的能量为0,测得其他物质在生成时所放出或吸收的热量)如下表所示:
物质 | H2(g) | CO2(g) | CH2=CH2(g) | H2O(g) |
能量/kJ•mol-1 | 0 | -394 | 52 | -242 |
则△H=_________。
(3)在2L恒容密闭容器中充入2molCO2和nmol H2,在一定条件下发生(2)中的反应,CO2的转化率与温度、投料比[X= ]的关系如图2所示。
①X1_________X2(填“>”、“<”或“=”,下同),平衡常数KA_________KB.
②若B点的投料比为3,且从反应开始到B点需要10min,则v(H2)=_________。
(4)以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能将CO2转化为低碳烯烃,工作原理图如图3。
①b电极的名称是_________;
②产生丙烯的电极反应式为_______________。
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二氧化碳的回收利用是环保领域研究热点。
(1)在太阳能的作用下,以CO2为原料制取炭黑的流程如右图所示。总反应的化学方程式为 。
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O。已知298K和101KPa条件下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l) △H=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-b kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l) △H=-c kJ·mol-1,
则CH3OH(l)的标准燃烧热△H=___________________。
(3)CO2经过催化氢化合成低碳烯烃,合成乙烯反应为
2CO2 (g)+ 6H2(g)CH2= CH2(g) +4H2O(g) △H<0
在恒容密闭容器中充入2 mol CO2和n mol H2,在一定条件下发生反应,CO2的转化率与温度、投料比的关系如右图所示。
①平衡常数KA KB
②T K时,某密闭容器发生上述反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间(min) 浓度(mol·L-1) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
H2(g) | 6.00 | 5.40 | 5.10 | 9.00 | 8.40 | 8.40 |
CO2(g) | 2.00 | 1.80 | 1.70 | 3.00 | 2.80 | 2.80 |
CH2=CH2(g) | 0 | 0.10 | 0.15 | 3.20 | 3.30 | 3.30 |
20~30 min间只改变了某一条件,根据上表中的数据判断改变的条件可能是
A.通入一定量H2 B.通入一定量CH2=CH2
C.加入合适催化剂 D.缩小容器体积
画出CH2=CH2的浓度随反应时间的变化曲线。
(4)在催化剂M的作用下,CO2和H2同时发生下列两个反应
A.2CO2 (g)+ 6H2(g)CH2= CH2(g) +4H2O(g) △H< 0
B.2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H< 0
上图是乙烯在相同时间内,不同温度下的产率,则高于460℃时乙烯产率降低的原因不可能是
A.催化剂M的活性降低 B.A反应的平衡常数变大
C.生成甲醚的量增加 D.B反应的活化能增大
(5)Na2CO3溶液也通常用来捕获CO2。常温下,H2CO3的第一步、第二步电离常数分别约为Ka1=4×10-7 ,Ka2=5×10-11,则0.5mol·L-1的Na2CO3溶液的pH等于 (不考虑第二步水解和H2O的电离)
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二氧化碳的回收利用是环保领域研究热点。
(l)在太阳能的作用下,以CO2为原料制取炭黑的流程如图所示,总反应的化学方程式为_________。
(2)工业上可用CO2和H2反应制得甲醇。在2×105Pa、300℃的条件下,CO2和H2反应生成甲醇和液态水,当消耗2molCO2时放出98kJ的热量,该反应的热化学方程式为___________。
(3)如利用CO2和CH4重整可制合成气(主要成分为CO、H2), 其原理为:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。在密闭容器中通入物质的量均为1mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应。CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图所示:
①压强:P1_____P2(填“>”、“=”或“<”,下同) , y点:V正_______V逆。
②已知气体分压(P分)=气体总压(P总)×气体的体积分数。用气体分压代替平衡浓度可以得到平衡常数KP,求X点对应温度下反应的平衡常数KP=________。
(4)Na2CO3溶液也通常用来捕获CO2,发生如下反应:CO32-+CO2+H2O2HCO3-,用0.12mol/LNa2CO3溶液若吸收CO2一段时间后,溶液的pH=7,溶液中c(HCO3-)/c(CO32-)=10,则溶液中的c(CO32-) =__________。
(5)甲醇燃料电池(简称DMFC)可作为常规能源的替代品而备受关注。DMFC的工作原理如图所示:
①加入a物质的电极是电池的______(填“正”或“负”)极,其电极反应式为_______。
②常温下以该装置作电源,用情性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液,当电路中通过0.4 mol 电子的电量时,两电极均得到0.14mol的气体。若电解后溶液体积为40L,则电解后溶液的pH=_____。
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二氧化碳的回收利用是环保领域研究热点。
(l)在太阳能的作用下,以CO2为原料制取炭黑的流程如图所示,总反应的化学方程式为_________。
(2)工业上可用CO2和H2反应制得甲醇。在2×105Pa、300℃的条件下,CO2和H2反应生成甲醇和液态水,当消耗2molCO2时放出98kJ的热量,该反应的热化学方程式为___________。
(3)如利用CO2和CH4重整可制合成气(主要成分为CO、H2), 其原理为:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。在密闭容器中通入物质的量均为1mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应。CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图所示:
①压强:P1_____P2(填“>”、“=”或“<”,下同) , y点:V正_______V逆。
②已知气体分压(P分)=气体总压(P总)×气体的体积分数。用气体分压代替平衡浓度可以得到平衡常数KP,求X点对应温度下反应的平衡常数KP=________。
(4)Na2CO3溶液也通常用来捕获CO2,发生如下反应:CO32-+CO2+H2O2HCO3-,用0.12mol/LNa2CO3溶液若吸收CO2一段时间后,溶液的pH=7,溶液中c(HCO3-)/c(CO32-)=10,则溶液中的c(CO32-) =__________。
(5)甲醇燃料电池(简称DMFC)可作为常规能源的替代品而备受关注。DMFC的工作原理如图所示:
①加入a物质的电极是电池的______(填“正”或“负”)极,其电极反应式为_______。
②常温下以该装置作电源,用情性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液,当电路中通过0.4 mol 电子的电量时,两电极均得到0.14mol的气体。若电解后溶液体积为40L,则电解后溶液的pH=_____。
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CO2回收资源化利用是环保领域研宄的热点课题,
(1)在FeO催化下,以CO2为原料制取炭黑(C)的太阳能工艺如图1所示。
己知:①过程1生成lmolC(s)的反应热为△H1。
②过程2反应:Fe3O4(s)3FeO(s)+l/2O2(g) △H2。
上述以CO2为原料制取炭黑总反应的热化学方程式为____________,若该反应的△S<0,请判断
该反应是否为自发反应并说明理由___________________。
(2)以CO2为原料可以催化加氢合成低碳烯烃,利用CO2合成乙烯的反应方程式为:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) △H3。在常压下,以 FeCoMnK/BeO 作催化剂,按n(CO2): n(H2)=l:3(总物质的量为4amol)的投料比充入密闭容器中发生反应。测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图2所示。
①下列说法不正确的是______________。
A. △H3<0;平衡常数:KM >KN
B.增加原催化剂的表面积,对平衡转化率无影响
C.生成乙烯的速率:v(M)有可能小于v(N)
D.若投料比改为n(CO2):n(H2)=1:2,可以提高CO2的平衡转化率
E.若投料比不变,温度越低,反应一定时间后CO2的转化率越高
②250℃下,上述反应达平衡时容器体积为VL,则此温度下该反应的平衡常数为___________(用含a、V的代数式表示)。
③某温度下,n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线如图3所示。其它条件相同时,若容器的体积为其一半,画出0~t1时刻n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线。______
(3)以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能可将CO2电解转化为低碳烯烃,则电解生成丙烯时,阴极的电极反应为______________。
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“低碳经济”备受关注,二氧化碳的回收利用是环保和能源领域研究的热点课题。
(1)已知:①CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H=-41kJ·mol-1
②CH4(g)C(s)+2H2(g)△H=+73kJ·mol-1
③2CO(g)C(s)+CO2(g)△H=-171kJ·mol-1
写出CO2与H2反应生成CH4和水蒸气的热化学方程式:_________________________。
(2)CO2与H2在催化剂作用下可以合成二甲醚,反应原理如下:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H。某温度下,向体积为2L的密闭容器中充入CO2与H2,发生上述反应。测得平衡混合物中CH3OCH3(g)的体积分数[φ(CH3OCH3) 与起始投料比Z[Z=]的关系如图1所示;CO2的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图2所示。
①当Z=3时,CO2的平衡转化率a=__________%。
②当Z=4时,反应达到平衡状态后,CH3OCH3的体积分数可能是图1中的_________点(填"D"、"E"或“F")。
③由图2可知该反应的△H_______0(选填“>”、“<“或“=”,下同),压强p1、p2、p3由大到小的顺序为__________。
④若要进一步提高H2的平衡转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施
有________________(任写一种)。
(3)我国科研人员研制出的可充电"Na-CO2"电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”CO2,其工作原理如图3所示。
①放电时,正极的电极反应式为____________________。
②若生成的Na2CO3和C全部沉积在正极表面,当正极增加的质量为28g时,转移电子的物质的量为__________。
③可选用高氯酸钠-四甘醇甲醚作电解液的理由是________________________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
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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