“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...

“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】
11

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=)

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

“低碳资源”正成为科学家研究的主要课題，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)　　 △H=-76.0kJ·mol-1

①己知：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分別用不同pH的吸收剤吸收烟气中的CO2，CO2脱除效率与吸收剂的pH关系如下图所示，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，其反应机理如下图所示。

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2L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CO2：0.2mol·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___________________。

③己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

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

“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

CO2的资源化利用能有效减少CO2的排放，充分利用碳资源。

（1）全球变暖现象很可能是大气中的温室气体（如CO2）聚集造成的。有科学家提出可以将CO2通过管道输送到海底，这样可减缓空气中CO2浓度的增加。下列有关说法正确的是__（填字母）。

A．送到海底越深的地方，CO2溶解得越多，同时CO2可能液化甚至变成干冰

B．把CO2输送到海底，会使海水酸性增强，有利于海洋生态环境

C．把CO2输送到海底，这是人类减缓空气中CO2浓度增加速率的唯一办法

D．要减缓空气中CO2浓度的增加，最有效的措施是使用新能源和植树造林

（2）已知：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　　 ΔH=-890kJ·mol-1

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　　 ΔH=-572kJ·mol-1

则反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)　　 ΔH=__kJ·mol-1。

（3）CO2催化加氢合成二甲醚是CO2转化的一种方法，主要发生下列反应：

反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)　　 ΔH=+41.2kJ·mol-1

反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)　　 ΔH=-122.5kJ·mol-1

在一体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2与1molH2，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化曲线如图所示。其中：CH3OCH3的选择性=×100%。

①CH3OCH3的选择性随温度的升高而降低的原因是___。

②270℃时，测得平衡时CH3OCH3的物质的量为0.1mol，此时反应Ⅰ的化学平衡常数K=__（保留2位有效数字）。

（4）多晶Cu是目前唯一被实验证实能高效催化CO2还原为烃类（如C2H4）的金属。电解装置中分别以多晶Cu和铂为电极材料，用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室，阴、阳极室的KHCO3溶液的浓度（约0.1mol·L-1左右）基本保持不变。并向某极室内持续通入CO2，温度控制在10℃左右。通入CO2的电极为___（填“阴极”或“阳极”），生成C2H4的电极反应式为__。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

“低碳经济”备受关注，CO2的捕捉、排集、利用成为科学家研究的重要课题。太空舱产生的 CO2用下列反应捕捉，以实现 O2的循环利用。

Sabatier 反应：CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)

水电解反应：2H2O(l)2H2(g)+O2(g)

(1)将原料气按 n(CO2)∶ n(H2)=1∶4 置于密闭容器中发生 Sabatier 反应，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。

①该反应的平衡常数 K 随温度升高而________(填“增大”或“减小”)。

②温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是________。

③下列措施能提高 CO2 转化效率的是________(填标号)。

A. 适当减压

B. 增大催化剂的比表面积

C. 反应器前段加热，后段冷却

D. 提高原料气中 CO2 所占比例

E. 合理控制反应器中气体的流速

(2)将一定量的 CO2(g)和 CH4(g)通入一恒容密闭容器中发生反应：CO2(g)＋CH4(g)⇌2CO(g)＋2H2(g) Δ H ＝＋248 kJ·mol－1。

为了探究该反应的反应速率与浓度的关系，起始时向恒容密闭容器中通入CO2 与CH4 ，使其物质的量浓度均为1.0mol·L－1，平衡时，根据相关数据绘制出两条反应速率与浓度关系曲线如图， v正～ c(CH4)和 v逆 ～ c(CO)。则与 v正～ c (CH4)相对应曲线是图中________(填“甲”或“乙”)；该反应达到平衡后，某一时刻降低温度反应重新达到平衡，则此时曲线甲对应的平衡点可能为________(填“D”“E”或“F”)。

(3)用稀氨水喷雾捕集 CO2最终可得产品NH4HCO3。在捕集时，气相中有中间体 NH2COONH4(氨基甲酸铵)生成。现将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容密闭容器中，分别在不同温度下进行反应：NH2COONH4(s) ⇌2NH3(g)＋CO2 (g)。实验测得的有关数据见下表( t1 < t2 < t3 )

氨基甲酸铵分解反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。15℃时此反应的化学平衡常数 K ＝________。

(4)一种新的循环利用方案是用 Bosch 反应 CO2(g)+2H2(g) ⇌C(s)+2H2O(g)代替 Sabatier 反应。

① 已知 CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为–394 kJ∙mol－1 、–242 kJ∙mol－1 ，Bosch 反应的Δ H ＝________kJ∙mol－1(生成焓指一定条件下由对应单质生成 1mol 化合物时的反应热)。

②一定条件下 Bosch 反应必须在高温下才能启动，原因是________。

③该新方案的优点是________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

二氧化碳被认为是加剧温室效应的主要物质，资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。

Ⅰ.有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关的热化学方程式如下：

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

②3FeO(s)+H2O(g)= Fe3O4(s)+H2(g)　　 ΔH=-18.7 kJ·mol-1

(1)在上述反应中①中，每吸收1molCO2，就有_______molFeO被氧化。

(2)试写出C(s)与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式___________。

Ⅱ.一定条件下，二氧化碳转化为甲烷。向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应的反应CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) 。达到平衡时，各物质的浓度分别为CO2 0.2mol·L-1、CH4 0.8mol·L-1、H2 0.8mol·L-1，H2O 1.6mol·L-1。

(3)在300℃是，将各物质按下列起始浓度(mol·L-1)加入该反应容器中，达到平衡后，各组分浓度与上述题中描述的平衡浓度相同的是_____________。

(4)若保持温度不变，再向该容器内充入与起始量相等的CO2和H2，重新达到平衡时，CH4的浓

度________(填字母)。

A.c(CH4)=0.8mol·L-1　　　　　 B.0.8mol • L-1 >c(CH4) >1.6mol • L-1

C.c(CH4)=l.6mol·L-1 　　　　 D.C(CH4)>1.6mol • L-1

(5)在300℃时，如果向该容器中加入CO20.8 mol·L-1、H21.0 mol·L-1、CH4 2.8 mol·L-1、H2O 2.0mol·L-1，则该可逆反应初始速率v正_____v逆 (填“>” 或“<”)。

(6)若已知200℃时该反应的平衡常数K=64.8 则该反应的△H_________0(填“>”或“<”)。

Ⅲ.某高校的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示

(7)上述电解反应在温度小于900℃时进行，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融合碳酸钙，阴极的电极反应式为3CO2+4e- =C+2CO32-，则阳极的电极反应式为______________。

高三化学简答题困难题查看答案及解析

（本题共15分）空气中CO₂浓度的持续走高引起人们的高度重视。一些科学家认为，人类不仅要努力减少CO₂的排放，还要尽快想办法清除空气中过多的CO₂。为此，他们设想了一系列“捕捉”和“封存” CO₂的方法。

1.方法Ⅰ：一些科学家利用太阳能加热的反应器“捕捉”空气中的CO₂，如下图所示。

（1）步骤一中的CaO俗称________。

（2）步骤二中发生反应的化学方程式是________，该反应________（填“是”或“不是”）步骤一中反应的逆反应。

2.方法Ⅱ：另一些科学家利用NaOH溶液的喷淋“捕捉”空气中的CO₂，如右图所示。

（1）NaOH溶液喷成雾状是为了________。

（2）右图a环节中，物质分离的基本操作是________。

（3）为了尽量减少成本，在整个流程中，循环利用的物质有CaO和________。

3.下列溶液中，同样能用于“捕捉”二氧化碳的是（    ）。

A．KNO₃溶液             B．CaCl₂溶液                     C．CuSO₄溶液            D．Na₂CO₃溶液

4.研究发现，上述两种方法虽然在化学原理上都是可行的，但在实际应用中仍存在很多问题，例如：（   ）。

①方法Ⅰ将受到地域的限制

②方法Ⅱ的能耗太大

③方法Ⅰ中使用的是氧化钙颗粒而不是氧化钙粉末

④方法Ⅱ中的物质可以循环利用，但方法Ⅰ中的却不能

A．①③                      B．①②                      C．②④               D．③④

5.“捕捉”到的二氧化碳，一部分可以用于生产；一部分则设想注入深海中“封存”起来。但过多的二氧化碳会导致海水水质的变化，最终殃及海洋生物，其原因是________（用化学方程式表示）。

可见，要真正实现“碳捕捉”和“碳封存”的设想，科学家任重而道远。

高三化学填空题简单题查看答案及解析

探索二氧化碳在海洋中转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。研究表明，溶于海水的二氧化碳主要以无机碳形式存在，其中HCO3-占95%。科学家利用下图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。

下列说法不正确的是

A. a室中OH-在电极板上被氧化

B. b室发生反应的离子方程式为：H+ + HCO3- = CO2↑ + H2O

C. 电路中每有0.2mol 电子通过时，就有0.2mol阳离子从c室移至b室

D. 若用氢氧燃料电池供电，则电池负极可能发生的反应为：H2 + 2OH- - 2e- =2H2O

高三化学单选题中等难度题查看答案及解析

目前低碳经济已成为科学家研究的主要课题之一，如何降低大气中的含量及有效地开发利用，引起全世界的关注：

(1)用电弧法合成的储氢材料常伴有大量的碳纳米颗粒杂质，这些杂质颗粒通常用硫酸酸化的锰酸钾氧化除去，在反应中，杂质碳被氧化为无污染气体而除去，Mn元素转变为，请写出对应的化学方程式并配平： ______ ；

(2)将不同量的和分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应

，得到如下两组数据：

①实验2条件下平衡时 体积分数为 ______ ；

②下列方法中可以证明上述已达平衡状态的是 ______ ；

单位时间内生成n mol 的同时生成n mol CO

容器内压强不再变化                  混合气体密度不再变化

混合气体的平均相对分子质量不再变化   的质量分数不再变化

③已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值如下表，则反应，在900K时，该反应平衡常数的对数值 ______ ．

(3)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫．已知：

请写出CO除的热化学方程式 ______ ．

(4)时，和的溶度积常数分别是和，某含有沉淀的悬浊液中，如果加入等体积的溶液，若要产生 沉淀，加入溶液的物质的量浓度最小是 ______ ．

(5)时，在醋酸中加入V 溶液，测得混合溶液的pH变化曲线如图所示，下列说法正确的是 ______ ．

A.的溶液和的溶液中，由水电离出的相等

B.①点时，此时溶液中，

C.②点时，溶液中的

D.③点时，此时溶液中

(6)如图是一种新型燃料电池，它以CO为燃料，一定比例的和熔融混合物为电解质，图2是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电进行粗铜的精炼实验．回答下列问题：

①写出A极发生的电极反应式 ______ ；

②要用燃料电池为电进行粗铜的精炼实验，则B极应该与 ______ 极填“C”或“D”相连．

高三化学综合题困难题查看答案及解析

发展“低碳经济”，减少温室气体排放，已经成为共识。你认为下列做法中，不能有效减少空气中CO₂含量的是                        （    ）

A．开发利用太阳能、风能、生物能等清洁能源

B．用脱硫处理的煤代替原煤作燃料

C．植树造林，增加森林植被面积

D．海水和淡水交汇处安装半透膜，利用水中电解质浓度的差异进行发电

高三化学选择题中等难度题查看答案及解析