CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
(一)CO2的化学捕获:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为___(写含碳粒子符号)。(室温下,H2CO3的Ka1=4.3×10﹣7;Ka2=5.6×10﹣11)
(2)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温共电解CO/H2,既可实现CO2的减排又可高效制备合成气(CO/H2),其工作原理如图。写出电极A发生的电极反应式___。
(二)CO2的综合利用
(1)CO2与CH4经催化重整制得合成气:
反应Ⅰ.CH4(g)H+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H1
已知氢气、一氧化碳和甲烷的标准燃烧热(25℃)如表所示
物质 | H2(g) | CO(g) | CH4(g) |
标准燃烧热△H/kJ•mol﹣1 | ﹣285.8 | ﹣283.0 | ﹣890.3 |
则反应I的△H=___kJ•mol﹣1。
(2)用CO2催化加氢制取二甲醚的反应为:反应Ⅱ.2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g),在10L恒容密闭容器中,均充入2mol CO2和6moH2,分别以铱(Ir)和铈(Ce)作催化剂,反应进行相同的时间后测得的CO2的转化率α(CO2)随反应温度的变化情况如图1。
①根据图1,下列说法不正确的是___。
A.反应Ⅱ的△H<0,△S<0
B.用Ir和Ce作催化剂时,反应Ⅱ的活化能更低的是Ce
C.状态d时,v(正)<v(逆)
D.从状态b到d,α(CO2)先增大后减小,减小的原因可能是温度升高平衡逆向移动
②状态e(900K)时,α(CO2)=50%,则此时的平衡常数K=___。
③若H2和CO2的物质的量之比为n:1,900K时相应平衡体系中二甲醚的物质的量分数为x,请在图2中绘制x随n变化的示意图。_______
高三化学综合题困难题
CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
(一)CO2的化学捕获:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为___(写含碳粒子符号)。(室温下,H2CO3的Ka1=4.3×10﹣7;Ka2=5.6×10﹣11)
(2)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温共电解CO/H2,既可实现CO2的减排又可高效制备合成气(CO/H2),其工作原理如图。写出电极A发生的电极反应式___。
(二)CO2的综合利用
(1)CO2与CH4经催化重整制得合成气:
反应Ⅰ.CH4(g)H+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H1
已知氢气、一氧化碳和甲烷的标准燃烧热(25℃)如表所示
物质 | H2(g) | CO(g) | CH4(g) |
标准燃烧热△H/kJ•mol﹣1 | ﹣285.8 | ﹣283.0 | ﹣890.3 |
则反应I的△H=___kJ•mol﹣1。
(2)用CO2催化加氢制取二甲醚的反应为:反应Ⅱ.2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g),在10L恒容密闭容器中,均充入2mol CO2和6moH2,分别以铱(Ir)和铈(Ce)作催化剂,反应进行相同的时间后测得的CO2的转化率α(CO2)随反应温度的变化情况如图1。
①根据图1,下列说法不正确的是___。
A.反应Ⅱ的△H<0,△S<0
B.用Ir和Ce作催化剂时,反应Ⅱ的活化能更低的是Ce
C.状态d时,v(正)<v(逆)
D.从状态b到d,α(CO2)先增大后减小,减小的原因可能是温度升高平衡逆向移动
②状态e(900K)时,α(CO2)=50%,则此时的平衡常数K=___。
③若H2和CO2的物质的量之比为n:1,900K时相应平衡体系中二甲醚的物质的量分数为x,请在图2中绘制x随n变化的示意图。_______
高三化学综合题困难题查看答案及解析
CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
(一)CO2的化学捕获:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为___(写含碳粒子符号)。(室温下,H2CO3的Ka1=4.3×10﹣7;Ka2=5.6×10﹣11)
(2)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温共电解CO/H2,既可实现CO2的减排又可高效制备合成气(CO/H2),其工作原理如图。写出电极A发生的电极反应式___。
(二)CO2的综合利用
(1)CO2与CH4经催化重整制得合成气:
反应Ⅰ.CH4(g)H+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H1
已知氢气、一氧化碳和甲烷的标准燃烧热(25℃)如表所示
物质 | H2(g) | CO(g) | CH4(g) |
标准燃烧热△H/kJ•mol﹣1 | ﹣285.8 | ﹣283.0 | ﹣890.3 |
则反应I的△H=___kJ•mol﹣1。
(2)用CO2催化加氢制取二甲醚的反应为:反应Ⅱ.2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g),在10L恒容密闭容器中,均充入2mol CO2和6moH2,分别以铱(Ir)和铈(Ce)作催化剂,反应进行相同的时间后测得的CO2的转化率α(CO2)随反应温度的变化情况如图1。
①根据图1,下列说法不正确的是___。
A.反应Ⅱ的△H<0,△S<0
B.用Ir和Ce作催化剂时,反应Ⅱ的活化能更低的是Ce
C.状态d时,v(正)<v(逆)
D.从状态b到d,α(CO2)先增大后减小,减小的原因可能是温度升高平衡逆向移动
②状态e(900K)时,α(CO2)=50%,则此时的平衡常数K=___。
③若H2和CO2的物质的量之比为n:1,900K时相应平衡体系中二甲醚的物质的量分数为x,请在图2中绘制x随n变化的示意图。_______
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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可以被NaOH溶液捕获。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)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:
化学键 | C—H | C=O | H—H | CO(CO) |
键能/kJ·mol−1 | 413 | 745 | 436 | 1075 |
则该反应的ΔH=_________。分别在VL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按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900℃的原因是________。
(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式:________。
电池的正极反应式:6O2+6e−6O2−
6CO2+6O2−3C2O42−
反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式:________。
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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可以被NaOH溶液捕获。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)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:
化学键 | C—H | C=O | H—H | CO(CO) |
键能/kJ·mol−1 | 413 | 745 | 436 | 1075 |
则该反应的ΔH=_________。分别在VL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按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900℃的原因是________。
(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式:________。
电池的正极反应式:6O2+6e−6O2−
6CO2+6O2−3C2O42−+6O2
反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式:________。
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CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。CO2 可以被NaOH溶液捕获,其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。
(1)下列有关该方法的叙述中正确的是______。
a.能耗大是该方法的一大缺点
b.整个过程中,只有一种物质可以循环利用
c.“反应分离”环节中,分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
d.该方法可减少碳排放,捕捉到的 CO2还可用来制备各种化工产品
(2)若所得溶液 pH=13,CO2 主要转化为______(写离子符号)。已知 CS2与 CO2分子结构相似, CS2的电子式是______,CS2熔点高于 CO2,其原因是______。
(3)CO2 与 CH4 经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)→2CO(g)+2H2(g)-120kJ,补全下图中 CO2 与 CH4 催化重整反应的能量变化示意图(即,注明生成物能量的大致位置及反应热效应数值)_______________
(4)常温下,在 2L 密闭容器中,下列能说明该反应达到平衡状态的是______。
a.每消耗 16gCH4 的同时生成 4gH2
b.容器中气体的压强不再改变
c.混和气体的平均相对分子质量不发生改变
d.容器中气体的密度不再改变
反应进行到 10 min 时,CO2 的质量减少了 8.8 g,则 0~10 min 内一氧化碳的反应速率是______。
(5)按一定体积比加入 CH4 和 CO2,在恒压下发生反应,温度对 CO 和 H2 产率的影响如图所示。此反应优选温度为 900℃的原因是______。
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研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液c(HCO3-):c(CO32-)=2:1,溶液中由水电离出的c(H+)=__。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
(2)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,反应过程和在两种温度下CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。
①已知图所示反应每消耗1molH2,热量变化是16.3kJ,则反应的热化学方程式为__。曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K1__K2(填“>”或“=”或“<”)。
②一定温度下,若此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是__。
a.容器中压强不变
b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有3个H—H断裂
③一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时,体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。
当温度为470K时,图中P点__(填“是”或“不是”)处于平衡状态。490K之后,甲醇产率下降的原因是__。
(3)用二氧化碳可合成低密度聚乙烯(LDPE)。常温常压下以纳米二氧化钛膜为工作电极,电解CO2,可制得LDPE,可能的机理如图所示。
则过程I中阴极电极反应式__,工业上生产1.4×104g的LDPE,转移电子的物质的量为__。
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CO2是廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
(1)CO2与CH4经催化重整反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H=+120kJ·mol-1可以制得合成气。
已知上述反应中相关物质所含化学键键能数据如下:
化学键 | C-H | C=O | H-H | C≡O(CO) |
键能/kJ·mol-1 | a | b | c | x |
①x=___。
②分别在恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,体积可变)中,加入CH4和CO2各1mol的混合气体,起始体积均为VL。相同温度下两容器中反应达平衡后吸收热量较多的是___ (填“A”或“B”)。保持A容器的体积和B容器压强不变,写出一种能使A、B两容器中各物质的体积分数相同的方法:___。
③某温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行反应,达到平衡时CO2的体积分数为,该温度下反应的平衡常数为___。
(2)CO2可以被NaOH捕获。所得溶液中含碳微粒的分布百分数随pH的变化如图所示。H2CO3的二级电离平衡常数Ka2=___。pH=5.4时,φ(A):φ(B)=___。
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实现“低碳经济”的一项重要课题就是研究如何将CO2转化为可利用的资源。因此,研究CO2 的综合利用对“低碳社会”的构述构建具有重要意义。
(1)一定条件下CO2可以和铁反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),该反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图甲所示:
①该反应的△H______0(填“<”、“=”或“>”)。
②下列措施,能使平衡时增大的是______(填序号)。
A.充入一定量的CO B.升高温度 C.使用催化剂
③一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2,反应过程中CO2和CO的物质的量浓度与时间的关系如图乙所示。该反应的平衡常数K=_____________。
(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),图丙表示该反应过程中能量的变化。
①下列关于该反应的说法,正确的是______(填序号)。
A.△H<0,△S<0 B.△H>0,△S<0 C.△H>0,△S>0 D.△H<0,△S>0
②已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) △H=-143.0kJ•mol-1;
H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ•mol-1。
写出表示CH3OH燃烧热的热化学方程式:________________________________。
③一种以甲醇为原料的燃料电池,使用合适的合金为电极,以氢氧化钠溶液、甲醇、氧气为原料,该电池负极的电极反应式为_______________________________。
(3)以CO2为原料还可以合成多种氮肥。
①工业上由CO2和NH3在一定条件下合成尿素的化学方程式为CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。起始以=5投料进行反应,达到化学平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为______________。
②将足量CO2通入饱和氨水中可制得碳铵(NH4HCO3)。已知室温下Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kal(H2CO3)=4.3×10-7,则 0.lmol/LNH4HCO3 溶液呈_________(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
工业废气中的NO2、CO2对环境具有极大影响,利用化学反应原理对其处理,对构建“绿水青山”生态文明有重要意义。请回答下列问题:
(1)下列说法正确的是_________
A.CO2和NO2与水反应所得溶液均为弱酸
B.NO2在一定条件下能与NH3反应生成环境友好的物质
C.通过测定溶液的pH,一定能判断H2CO3和HNO2的酸性强弱
D.Na2CO3溶液中加入硫酸可生成CO2
(2)H2在催化剂存在下能与NO2反应生成水蒸气和氮气而消去工业尾气中NO2的污染,
已知:①N(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+133kJ/mol;②H2O(g)=H2O(1)ΔH=-44kJ/mol;③H2的燃烧热为285.8kJ/mol,该反应的热化学方程式为___________.
(3)CO2可在一定条件下转化为CH3OH。己知向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂和T1温度下,发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(1)+H2O(1) ΔH<O,10min时达到平衡状态,10min后改变温度为T2,生成物全部为气体,20min时达到平衡状态,反应过程中部分数据见表:
反应时间 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min | 4.5 | |||
20min | 1 |
①前10min内的平均反应速率v(CO2)=_______,20min时H2的转化率为_______。
②在其他条件不变的情况下,若30min时只改变温度为T3,达平衡时H2的物质的量为3.2mol,则T2______T3(填“>”“<”或“=”),在温度T2时,反应的化学平衡常数为______。
③在T1温度下,将容器容积缩小一倍,反应达平衡时CH3OH物质的量为____mol.和改变下列条件,能使H2的反应速率和转化率都一定增大的是____(填标号)。
A.在容积不变下升高温度
B.其它条件下不变,增加压强
C.在容积和温度不变下充入N2
D.在容积和温度不变下及时分离出CH3OH
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
化学知识在生活中有重要意义,下列说法不正确的是
A.草木灰(含有K2CO3)水溶液可以用于洗涤油污
B.乙醇、乙酸和甲醛广泛应用于食品加工
C.捕获排放的CO2能降低地球的温室效应
D.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
高三化学选择题简单题查看答案及解析