充分利用碳的氧化物合成化工原料，既可以减少环境污染和温室效应，又能变废为宝。Ⅰ．CO2的综...

充分利用碳的氧化物合成化工原料，既可以减少环境污染和温室效应，又能变废为宝。

Ⅰ．CO2的综合利用是解决温室效应及能源问题的有效途径。

(1)O2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。已知CH3OH、H2的燃烧热分别为△H1=-akJ·mol-1、△H2=-bkJ·mol-1，且1mol水蒸气转化为液态水时放出ckJ的热量。

则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=___________kJ·mol-1。

(2)对于CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)．控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇产率的影响如图所示。由图可知获取CH3OH最适宜的温度是___________，下列有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的措施是___________。

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．投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度

Ⅱ．CO是合成尿素、甲酸的原料。

(3)合成尿素的反应：2NH3(g)+CO(g)CO(NH2)2(g)+H2(g)△H=-81.0kJ·mol-1。

①T℃时，在体积为2L的恒容密闭容器中，将2molNH3和1molCO混合发生反应，5min时，NH3的转化率为80%。则0～5min内的平均反应速率为v(CO)=___________。

②已知：

则：K1___________126.5(填“＞”或“<”);其判断理由是___________。

(4)通过人工光合作用可将CO转化成HCOOH。

①已知常温下，浓度均为0.1mol·L-1的HCOOH和HCOONa混合溶液pH=3.7,则HCOOH的电离常数Ka的值为___________ (已知lg2=0.3)。

②用电化学可消除HCOOH对水质造成的污染，其原理是电解CoSO4、稀硫酸和HCOOH混合溶液，用电解产生的Co3+将HCOOH氧化成CO2。Co3+氧化HCOOH的离子方程式为___________;忽略体积变化，电解前后Co2+的浓度将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。

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二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，对其有效的回收利用，不仅能缓解能源危机，又可减少温室效应的影响，具有解决能源问题和环保问题的双重意义。

(1)和经过催化重整可以得到合成气（和）；

①一定温度和压强下，由元素最稳定的单质生成纯化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。已知、、的标准摩尔生成焓分别为、、。则上述重整反应的________。

②其他条件相同，甲、乙两种不同催化剂作用下，相同时间内测得转化率与温度变化关系如图Ⅰ，________（填“可能一定”或“一定未”）达到平衡状态理由是________。

(2)与可以用来生产尿素，其反应过程为：；

①时，在的密闭容器中充人和模拟工业生产。投料比，如图Ⅱ是平衡转化率与的关系。则图中点的平衡转化率_______。

②当时，若起始的压强为，水为液态，平衡时压强变为起始的。用平衡分压（分压=总压×物质的量分数）代替平衡浓度表示该反应的平衡常数________。

(3)以二氧化钛表面覆盖为催化剂，可以将和直接转化成乙酸。

①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的变化情况如图Ⅲ所示。250-300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________。

②为了提高该反应中的转化率，可以采取的措施是________。

(4)纳米二氧化钛膜中的电对吸附并将其还原。以纳米二氧化钛膜为工作电极，以一定浓度的硫酸为介质，在一定条件下通入进行电解，在阴极可制得低密度聚乙烯，（简称）。电解时，最终转化为的电极反应式是________。

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CO、CO2的转化再利用能够很好的减少温室效应，给环境问题的解决提供了一个很好的方法。其中用有机合成的方式可以合成醋酸、甲醇等，用无机方式转化为碳酸盐或者碳酸氢盐。

I.(1)土壤中也含有碳酸盐，土壤中Na2CO3含量较高时，pH可高达10.5，试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因:_______________。加入石膏(CaSO4·5H2O)可以使土壤碱性降低，原因是(用化学用语表达)_____________________________。

(2)常温下在20mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入40mL0.1mol/LHCl溶液，溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。回答下列问题:

①在同一溶液中，H2CO3、HCO3-、CO32-_____(填“能”或“不能”)大量共存。

②溶液中各种粒子的物质的量浓度关系正确的是为_______。

A.pH=11时:c(Na+)>c(H2CO3)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)

B.pH=11时:c(HCO3-)>c(Cl-)

C.pH=7时: c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)=c(H+)

D.pH=11时: c(Na+)+c(H+)=3c(CO32-)+c(OH-)

③计算出碳酸钠的水解平衡常数为________。

II.醋酸成本低，在生产中被广泛应用。

(1)若某温度下,CH3COOH(aq)与NaOH(aq)反应的△H=-46.8kJ/mol，则H2SO4(aq)与NaOH(aq)的中和热为57.3kJ/mol，则CH3COOH在水溶液中电离的△H=_________。

(2)近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺，不必生产乙醇或乙醛做中间体，使产品成本降低，具有明显经济优势.其合成的基本反应如下： CH2=CH2（g）+CH3COOH(l) CH3COOC2H5(l) 该反应类型是______，为提高乙酸乙酯的合成速率和产率，可以采取的措施有________(任写出一条)。

(3)在n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1的条件下，某研究小组在保持不同压强下进行了在相同时间点乙酸乙酯的产率随温度的变化的测定实验，实验结果如图所示。

回答下列问题:

①温度在60～80℃范围内，乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是______[用v(P1).v(P2)、v(P3)分别表示不同压强下的反应速率]；

②a、b、c三点乙烯的转化率从大到小顺序______。

③P1下乙酸乙酯的产率60℃～90℃时，先升高后降低的原因是_______，根据测定实验结果分析，较适宜的生产条件是___________(合适的压强和温度)。

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CO、CO2的转化再利用能够很好的减少温室效应，给环境问题的解决提供了一个很好的方法。其中用有机合成的方式可以合成醋酸、甲醇等，用无机方式转化为碳酸盐或者碳酸氢盐。

I.(1)土壤中也含有碳酸盐，土壤中Na2CO3含量较高时，pH可高达10.5，试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因:_______________。加入石膏(CaSO4·5H2O)可以使土壤碱性降低，原因是(用化学用语表达)_____________________________。

(2)常温下在20mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入40mL0.1mol/LHCl溶液，溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。回答下列问题:

①在同一溶液中，H2CO3、HCO3-、CO32-_____(填“能”或“不能”)大量共存。

②溶液中各种粒子的物质的量浓度关系正确的是为_______。

A.pH=11时:c(Na+)>c(H2CO3)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)

B.pH=11时:c(HCO3-)>c(Cl-)

C.pH=7时: c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)=c(H+)

D.pH=11时: c(Na+)+c(H+)=3c(CO32-)+c(OH-)

③计算出碳酸钠的水解平衡常数为________。

II.醋酸成本低，在生产中被广泛应用。

(1)若某温度下,CH3COOH(aq)与NaOH(aq)反应的△H=-46.8kJ/mol，则H2SO4(aq)与NaOH(aq)的中和热为57.3kJ/mol，则CH3COOH在水溶液中电离的△H=_________。

(2)近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺，不必生产乙醇或乙醛做中间体，使产品成本降低，具有明显经济优势.其合成的基本反应如下： CH2=CH2（g）+CH3COOH(l) CH3COOC2H5(l) 该反应类型是______，为提高乙酸乙酯的合成速率和产率，可以采取的措施有________(任写出一条)。

(3)在n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1的条件下，某研究小组在保持不同压强下进行了在相同时间点乙酸乙酯的产率随温度的变化的测定实验，实验结果如图所示。

回答下列问题:

①温度在60～80℃范围内，乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是______[用v(P1).v(P2)、v(P3)分别表示不同压强下的反应速率]；

②a、b、c三点乙烯的转化率从大到小顺序______。

③P1下乙酸乙酯的产率60℃～90℃时，先升高后降低的原因是_______，根据测定实验结果分析，较适宜的生产条件是___________(合适的压强和温度)。

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“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）研究表明CO2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。己知部分反应的热化学方程式如下：

CH3OH(g)+O2(g) = CO2(g)+2H2O(1)　　　 △H1=akJ•mol-1

H2(g)+O2(g) = H2O(1)　　　　　　　　　　　 △H2=bkJ•mol-1

H2O(g) = H2O(l)　　　　　　　　　　　　　　　　 △H3=ckJ•mol-1

则 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　　　　 △H=__________kJ•mol-1

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

（3）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2所示。

① 由图2可知温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是__________________。

② 由图2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的平衡转化率的措施有__________________。

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.投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度

（4）在催化剂表面通过施加电压可将溶解在水中的二氧化碳直接转化为乙醇，则生成乙醇的电极反应式为______________________________________________________。

（5）由CO2制取C的太阳能工艺如图3所示。“热分解系统”发生的反应为：2Fe3O46FeO+O2↑ ，每分解1mol 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_____________________________________________。

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二氧化碳的有效回收利用，既能缓解能源危机，又可减少温室效应的影响，具有解决能源问题及环保问题的双重意义。Zn/ZnO热化学循环还原CO2制CO的原理如下图所示，回答下列问题：

(1)①从循环结果看，能量转化的主要方式是______________ ；

②反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)　 △H=_________kJ/mol。

③Zn/ZnO在反应中循环使用，其作用是__________________

(2)二甲醚是主要的有机物中间体，在一定条件下利用CO2与H2可直接合成二甲醚：2CO2(g) +6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ， =3时，实验测得CO2的平衡转化率随温度及压强变化如下图所示。

①该反应的△H =______0(填“>”或“<”)。

②图中压强(P)由大到小的顺序是__________________。

③若在1L密闭容器中充入0.2molCO2和0.6molH2，CO2的平衡转化率对应下图中A点，则在此温度，该反应的化学平衡常数是___________(保留整数)。

④合成二甲醚过程中往往会生成一氧化碳，合成时选用硅铝化合物做催化剂，硅铝比不同时，生成二甲醚或一氧化碳的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如下图所示。图中A点和B点的化学平衡常数比较：KA____KB(填“>、<、=”)。根据以上两条曲线，写出其中一条变化规律：_______________________。

⑤上图是使用不同硅铝比化合物做催化剂制备二甲醚的能量变化示意图，其中正确且最佳的是__________。

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二氧化碳的有效回收利用，既能缓解能源危机，又可减少温室效应的影响，具有解决能源问题及环保问题的双重意义。Zn/ZnO热化学循环还原CO2制CO的原理如图所示，回答下列问题：

（1）①Zn/ZnO在反应中循环使用，其作用是___。

（2）二甲醚是主要的有机物中间体，在一定条件下利用CO2与H2可直接合成二甲醚：2CO2(g) +6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)，=3时，实验测得CO2的平衡转化率随温度及压强变化如图所示。

合成二甲醚过程中往往会生成一氧化碳，合成时选用硅铝化合物做催化剂，硅铝比不同时，生成二甲醚或一氧化碳的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如图所示。图中A点和B点的化学平衡常数比较：KA___KB(填“>、<、=”)。根据以上两条曲线，写出其中一条变化规律：___。

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二氧化碳的有效回收利用，既能够缓解能源危机，又可减少温室效应的影响，具有解决能源问题及环保问题的双重意义。请回答下列问题：

（1）CO2的电子式为___________。

（2）Zn/ZnO热化学循环还原CO2制CO的原理如下图：

①从循环结果看，能量转化的主要方式是_________________________________。

②反应2CO2(g)=2 CO(g) +O2(g)　　　 △H=___________kJ·mol－1。

（3）二甲醚是重要的有机中间体，在一定条件下利用CO2与H2可直接合成二甲醚：

2CO2(g)+6H2(B)CH3OCH3(g)+3H2O(g)，当n(H2)/n(CO2)=3时，实验测得CO2的平衡转化率随温度及压强变化如下图所示。

①该反应的△H___________0(填“>”或“<")。

②上图中的压强(p)由大到小的顺序为___________。

③若在1L密闭容器中充入0.2molCO2和0.6molH2，CO2的平衡转化率对应上图中的A点，则在此温度下，该反应的化学平衡常数为___________(保留整数)。

④合成二甲醚过程中往往会生成一氧化碳，合成时选用硅铝混合物作催化剂，硅铝比例不同，生成二甲醚或一氧化碳的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如下图所示。

图中A点和B点的化学平衡常数比较：KA___________KB(填“>、=、<")。根据以上两条曲线，写出其中一条变化规律：____________________________________________。

（4）利用电化学原理将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)的实验装置如下图所示。a电极的电极反应式为_________________________________。

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“绿色”和“生态文明”是未来的发展主题，而CO2的有效利用可以缓解温室效应，解决能源短缺问题。

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

已知：反应1　 CH4(g)═C(s)+2H2(g)　　 △H1= +75kJ/mol

反应2　 2CO(g)═C(s)+CO2(g)　 △H2=－172kJ/mol

则该催化重整反应的△H=___kJ•mol-1。

(2)有科学家提出可利用FeO吸收CO2：6FeO(s)+CO2(g)2Fe3O4(s)+C(s)，对该反应的描述正确的是__。

A.增大FeO的投入量，利于平衡正向移动

B.压缩容器体积，可增大CO2的转化率，c(CO2)减小

C.恒温恒容下，气体的密度不变可作为平衡的标志

D.恒温恒压下，气体摩尔质量不变可作为平衡的标志

E.若该反应的△H﹤0，则达到化学平衡后升高温度，CO2的物质的量会增加

(3)为研究CO2与CO之间的转化，让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)　 ∆H，测得压强、温度对CO的体积分数[φ(CO)%]的影响如图所示，回答下列问题：

①图中p1、p2、p3的大小关系是______，图中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系是______。

②900℃、1.013MPa时，1molCO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为VL，CO2的转化率为___（保留一位小数），该反应的平衡常数K＝___。

③将②中平衡体系温度降至640℃，压强降至0.1013MPa，重新达到平衡后CO2的体积分数为50%。条件改变时，正反应速率______逆反应速率(填“>”、“<”或“=”)。

(4)在NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，所得溶液中c(HCO3-)：c(CO32-)=4：1，此时溶液pH=______。（已知：室温下，H2CO3的k1=4×10-7，k2=5×10-11。lg2=0.3）

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化学与技术、社会和环境密切相关。下列说错误的是

A．煤炭经气化、液化和干馏等过程，可以转化为清洁能源

B．利用二氧化碳制造全降解塑料，可以缓解温室效应

C．充分开发利用天然纤维，停止使用各种化学合成材料

D．加大秸秆的综合利用，如发酵制沼气、生产乙醇等，提高资源的利用率

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