（14分）CO2作为未来碳源，既可弥补因石油、天然气等大量消耗引起的“碳源危机”，又可有效...

（14分）CO2作为未来碳源，既可弥补因石油、天然气等大量消耗引起的“碳源危机”，又可有效地解决温室效应。请回答下列问题：

（1）将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H = +206 kJ·mol-1。将等物质的量的CH4和H2O(g)充入2 L恒容密闭容器，某温度下反应5 min后达到平衡，此时测得CO的物质的量为0.10 mol，则5 min内H2的平均反应速率为　　　　　　　　　　 。平衡后可以采取下列　　　　　　　　　　 的措施能使n（CO）：n（CH4）增大。

A．加热升高温度

B．恒温恒容下充入氦气

C．恒温下增大容器体积

D．恒温恒容下再充入等物质的量的CH4和H2O

（2）工业上可以利用CO为原料制取CH3OH。

已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)　 △H=-49.5 kJ·mol－1

CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） 　　 △H= + 41.3 kJ·mol－1

①试写出由CO和H2制取甲醇的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②该反应的△S　　　　 0(填“>”或“<”或“=”)，在 　　　　　　 情况下有利于该反应自发进行。

（3）某科研人员为研究H2和CO合成CH3OH的最佳起始组成比n(H2) ： n(CO)，在l L恒容密闭容器中通入H2与CO的混合气（CO的投入量均为1 mol），分别在230°C、250°C和270°C进行实验，测得结果如下图，则230℃时的实验结果所对应的曲线是　　　　　 (填字母)；理由是　　　　　　　　 　　　　 。列式计算270℃时该反应的平衡常数K：　　　　　　　 。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　 。

②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6个H－H断裂。

（2）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题：

①该过程是将　　　　　　　　 转化为　　　　　　　　 。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)

②催化剂b表面的电极反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）某国科研人员提出了使用氢气和汽油（汽油化学式用C8H18表示）混合燃料的方案，以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用，储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2，该系统反应如下图所示：

解决如下问题：

①写出CaH2的电子式　　　　　　　　　　　　　　 。

②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是：　　　　　　　　　 。

③如该系统反应均进行完全，试写出该系统总反应的化学方程式　　　　　　　　　　　 。

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研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　 。

②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6个H－H断裂。

（2）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题：

①该过程是将　　　　　　　　 转化为　　　　　　　　 。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)

②催化剂b表面的电极反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）某国科研人员提出了使用氢气和汽油（汽油化学式用C8H18表示）混合燃料的方案，以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用，储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2，该系统反应如下图所示：

解决如下问题：

①写出CaH2的电子式　　　　　　　　　　　　　　 。

②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是：　　　　　　　　　 。

③如该系统反应均进行完全，试写出该系统总反应的化学方程式　　　　　　　　　　　 。

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（14分）

研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳 源（石油和天然气）到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。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6个H－H断裂。

（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下三组数据：

①实验2条件下平衡常数K=　　　　　　　　 。

②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值______（填具体值或取值范围）。

③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均为1mol，则此时V正　　 V逆（填“<”，“>”，“=”）。

（3）已知在常温常压下：

①2CH3OH（l） ＋ 3O2（g） ＝ 2CO2（g） ＋ 4H2O（g）　　 ΔH＝－1275.6 kJ／mol

②2CO （g）+ O2（g） ＝ 2CO2（g）　　 ΔH＝－566.0 kJ／mol

③H2O（g） ＝ H2O（l）　　 ΔH＝－44.0 kJ／mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC2O4）溶液显酸性。常温下，向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系　　　　　　　　　　 ；

（5）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为________；

高三化学简答题极难题查看答案及解析

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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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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“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)在新型纳米催化剂 Na-Fe3O4，和HMCM-22的表面将CO2先转化为烯烃再转化为烷烃，已知CO2转化为CO的反应为CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)　　 △H=+41kJ/mol；

2 CO2 (g)+6H2(g)=C2H4(g)+4 H2O (g)　　　 △H=－128kJ/mol

则CO转化为C2H4的热化学方程式为______________________。

(2)用氨水捕捉烟气中的CO2生成NH4CO3。通常情况下，控制反应温度在35℃-40℃范围内的原因___________。

(3)有科学家提出可利用FeO吸收CO2，6FeO(s)+CO2(g)2Fe3O4(s)+C(s)　 K1(平衡常数)，对该反应的描述正确的是______

a．生成 1mol Fe3O4时电子转移总数为2NA

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

(4)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　 △H，一定条件下，向2L恒容密闭容器中充入1 molCO2和3mo1H2。在不同催化剂作用下发生反应I、反应II、反应II，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示：

①活化能最小的为___________(填“反应I”、“反应II”、“反应III”)。

②b点反应速率v(正)___________v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。

③T4温度下该反应的衡常数___________(保留两位有效数字)

④CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：则该反应为___________(放热反应、吸热反应)；P1___________P2(填“>”、“=”或“<”)

(5)用NaOH溶液吸收CO2所得饱和碳酸钠溶液可以对废电池屮的铅膏(主要成PbSO4)进行脱硫反应。已知Ksp(PbSO4)=1.6×10-8，Ksp(PbCO3)=7.4×10－14，PbSO4(s)+CO32－(aq)PbCO3(s)+SO42－(aq)，则该反应的平衡常数K=___________(保留两位有效数字)：若在其溶液中加入少量Pb(NO3)2晶体，则c(SO42－)：c(CO32－)的比值将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

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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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