近年来，为应对温室气体排放问题和日益增长的能源需求问题，CO2综合利用技术作为潜在的解决方...

近年来，为应对温室气体排放问题和日益增长的能源需求问题，CO2综合利用技术作为潜在的解决方案受到了研究者的广泛关注。请按照要求回答问题

（1）CO常用于工业冶炼金属，下图是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中与温度（t）的关系曲线图。下列说法正确的是________。（填序号）

A 工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间，减少尾气中CO的含量

B CO不适宜用于工业冶炼金属铬（Cr）

C 工业冶炼金属铜（Cu）时较低的温度有利于提高CO的利用率

D CO还原PbO2的反应△H>0

（2）一定条件下Pd－Mg/SiO2催化剂可使CO2 “甲烷化”变废为宝，最佳催化温度是200℃～300℃左右，超过300℃催化剂会完全失活、反应停止。向密闭容器通入v（CO2）：v（H2）＝1：4的反应气体，常温进料开始加热，画出生成甲烷的量随温度的变化曲线_________。

（3）在载人航天器中应用电化学原理，以Pt为阳极，Pb（CO2的载体）为阴极KHCO3溶液为电解质溶液，还原消除航天器内CO2同时产生O2和新的能源CO，则阴极的电极反应式为___________；室温下H2CO3电离常数约为K1＝4×10－7，K2＝5×10－11，则0.025 mol·L－1的H2CO3溶液的pH约等于__________（不考虑第二步电离和H2O的电离）

高三化学综合题困难题查看答案及解析

“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_____________________________________________。

高三化学简答题困难题查看答案及解析

CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%．CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

（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(l)△H1= akJ•mol-1

H2(g)+O2(g)= H2O(l)△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）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，反应达平衡后，测得压强、温度对CO的体积分数（φ（CO）%）的影响如图1所示。

回答下列问题：

①压强 p1、p2、p3的由大到小关系是______；Ka 、Kb、Kc 为a、b、c三点对应的平衡常数，则其大小关系是______。

②900℃、1.0 MPa时，足量碳与a molCO2反应达平衡后，CO2的转化率为______ （保留三位有效数字），该反应的平衡常数Kp=______（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

（3）以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯，其原理如图3所示，电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为______；每生成3.36L(标准状况)乙烯，理论上需消耗铅蓄电池中______mol硫酸。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

(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)+ 3/2O2(g) ＝CO2(g)+2H2O(1)　　　　　　 ΔH1=a kJ·mol−1

H2(g)+1/2O2(g) ＝H2O(1)　　　　　　　　　　　　　 ΔH2=b kJ·mol−1

H2O(g) ＝ H2O(l)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ΔH3=c kJ·mol−1

则 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　　　　 ΔH=_______kJ·mol−1

(2)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) ΔH，反应达平衡后，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压强p1、p2、p3的大小关系是______；Ka 、 Kb 、 Kc 为a、b、c三点对应的平衡常数，则其大小关系是______。

②900℃、1.0 MPa时，足量碳与a molCO2反应达平衡后，CO2的转化率为________ (保留三位有效数字)，该反应的平衡常数Kp＝______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。

(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4 为催化剂，可以将CO2 和CH4 直接转化成乙酸，CO2(g)+CH4(g) CH3COOH(g)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250～300 ℃时，乙酸的生成速率降低的主要原因是_______。

(4)以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯，其原理如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为__________；每生成0.5mol乙烯，理论上需消耗铅蓄电池中_____mol硫酸。

高三化学综合题简单题查看答案及解析

（20分）近年来大气问题受到人们越来越多的关注。按要求回答下列问题：

Ⅰ．实现反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，△H0，对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义。在2L密闭容器中，通入5mol CH4与5mol CO2的混合气体，一定条件下发生上述反应，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。

则p1、p2、p3、p4由大到小的顺序　　　　 ，该反应的正反应是______(填“吸热”或“放热”)反应，当1000℃甲烷的转化率为80%时，该反应的平衡常数K=________。

Ⅱ．PM2.5污染与直接排放化石燃烧产生的烟气有关，化石燃料燃烧同时放出大量的SO2和NOx。

（1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。

CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g)　 △H1=－574kJ·mol－1

CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)　　 △H2=－1160kJ·mol－1

CH4(g) + 2NO2 (g) = N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)　 △H3

则△H3=　　　　　　　　　　 ，如果三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3，则K3=__________(用K1、K2表示)

（2）实验室可用NaOH溶液吸收SO2，某小组同学在室温下，用pH传感器测定向20mL0．1mol·L－1NaOH溶液通入SO2过程中的pH变化曲线如图所示。

①ab段发生反应的离子方程式为________________。

②已知d点时溶液中溶质为NaHSO3，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______，如果NaHSO3的水解平衡常数Kh=1×10-12mol·L－1，则该温度下H2SO3的第一步电离平衡常数Ka=________________。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

2019年国际非政府组织“全球碳计划”12月4日发布报告：研究显示，全球二氧化碳排放量增速趋 缓。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

（1）一种途径是将CO2转化成有机物实现碳循环。如：

△H3=____

（2）CO2甲烷化反应是由法国化学家Paul Sabatier提出的，因此，该反应又叫Sabatier反应。CO2催化氢化 制甲烷的研究过程如下：

①上述过程中，产生H2反应的化学方程式为____

②HCOOH是CO2转化为CH4的中间体：CO2HCOOHCH4。当镍粉用量增加10倍后，甲酸的产量迅速减少，当增加镍粉用量时，CO2镍催化氢化制甲烷的两步反应中反应速率增加较大的一步是_____填“I”或“Ⅱ”）。

（3）CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有两个竞争反应：

反应I:

反应Ⅱ：

在1 L恒容密闭容器中充人1 mol CO2和4 mol H2，测得平衡时有关物质的物质的量随温度变化如图所示。T1℃时，CO2的转化率为____。T1℃时，反应I的平衡常数K= ___。

（4）已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为，m代表起始时的投料比，即

①图1中投料比相同，温度T3>T2>T1，则△H ______（填“>”或“<”）0。

②m=3时，该反应达到平衡状态后p（总）=20a MPa，恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图2。则曲线b代表的物质为 ___（填化学式），T4温度时，反应达到平衡时物质d的分压p（d）=______

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2019年国际非政府组织“全球碳计划”12月4日发布报告：研究显示，全球二氧化碳排放量增速趋于缓。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

（1）一种途径是将CO2转化为成为有机物实现碳循环。如：

C2H4 (g) + H2O (l) = C2H5OH (l)　　 ΔH＝-44.2 kJ·mol－1

2CO2(g) + 2H2O (l) =C2H4 (g) +3O2(g)　　　 ΔH＝+1411.0 kJ·mol－1

2CO2(g) + 3H2O (l) = C2H5OH (l) + 3O2(g)　　 ΔH＝___________

（2）CO2甲烷化反应是由法国化学家Paul Sabatier 提出的，因此，该反应又叫Sabatier反应。CO2催化氢化制甲烷的研究过程：

①上述过程中，产生H2反应的化学方程式为：___________________________________。

②HCOOH是CO2转化为CH4的中间体：CO2 HCOOH CH4。当镍粉用量增加10倍后，甲酸的产量迅速减少，当增加镍粉的用量时，CO2镍催化氢化制甲烷的两步反应中反应速率增加较大的一步是_______________（填I或II）

（3）CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有两个竞争反应：

反应I：CO2(g) + 4H2 (g)CH4 (g) +2H2O(g)

反应II：2CO2(g) + 6H2 (g)C2H4 (g) +4H2O(g)

在1L密闭容器中冲入1molCO2和4molH2,测得平衡时有关物质的物质的量随温度变化如图所示。T1℃时，CO2的转化率为_________。T1℃时，反应I的平衡常数K=_______。

（4）已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g) + 6H2 (g)C2H5OH (g) +4H2O(g)　 ΔH，m代表起始时的投料比，即m=.

①图1中投料比相同，温度T3>T2>T1,则ΔH_____（填“>”或“<”）0.

②m=3时，该反应达到平衡状态后p(总）=20ɑ MPa ,恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图2.则曲线b代表的物质为_______（填化学式）

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

2019年国际非政府组织“全球计划”12月4日发布报告：研究显示，全球二氧化碳排放量增速趋缓。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

(1)CO2催化加氢制甲醇的有关反应及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。

①ΔH___0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②已知反应Ⅲ的速率方程式：υ正=k正·c3(H2)·c(CO2)，υ逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O)，k正、k逆为速率常数。反应达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数___k逆增大的倍数(填“大于”、“小于”或“等于”)。

③500℃时，向恒容的密闭容器中加入1molCO2和1molH2，控制反应条件只发生反应Ⅰ。达到平衡后，只改变下列条件，能使CO的平衡体积分数增大的是___(填选项字母)。

A.增大压强　　　 B.降低温度　　　 C.再通入等物质的量CO2和H2　　　 D.分离出部分水

(2)在200℃时，向5L带气压计的恒容密闭容器中通入2molCO2和2molCH4发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2H2(g)+2CO(g)，测得初始压强为P0kPa，反应过程中容器内总压强(P)随时间(t)变化(反应达到平衡时的温度与起始温度相同)如图所示。

①该反应过程中从0min到2min压强变化原因是___。

②0～4min内，反应的平均反应速率υ(CO2)=___。

③用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=___。[气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体体积分数]

(3)科学家提出利用CO2与CH4制备“合成气”(CO、H2)可能的反应历程如图所示。

注：C(ads)为吸附性活性炭，方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量[如第一个方框中1个CH4(g)+1个CO2(g)的相对总能量为E1eV，单位：eV]。其中，TS表示过渡态。

①CH4(g)+CO2(g) ⇌2H2(g)+2CO(g)ΔH=___kJ·mol-1(已知：1eV=1.6×10-22kJ)

②若E4+E1＜E3+E2，则决定制备“合成气”反应速率的反应方程式为___。

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2019年国际非政府组织“全球碳计划”12月4日发布报告：研究显示，全球二氧化碳排放量增速趋缓。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

(1)一种途径是将CO2转化成有机物实现碳循环。如：

C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)　　　　　　 ΔH1=-44.2kJ·mol-1

2CO2(g)+2H2O(l)=C2H4(g)+3O2(g)　　 ΔH2=+1411.0kJ·mol-1

2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g)　 ΔH3=___。

(2)CO2甲烷化反应是由法国化学家Sabatier提出的，因此，该反应又叫Sabatier反应。CO2催化氢化制甲烷的研究过程如图：

上述过程中，产生H2反应的化学方程式为__。

②HCOOH是CO2转化为CH4的中间体：CO2HCOOHCH4。当镍粉用量增加10倍后，甲酸的产量迅速减少，当增加镍粉用量时，CO2镍催化氢化制甲烷的两步反应中反应速率增加较大的一步是__（填“I”或“Ⅱ”）。

(3)CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有两个竞争反应：

反应I：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)

反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)

在1L恒容密闭容器中充入1molCO2和4molH2，测得平衡时有关物质的物质的量随温度变化如图所示。520℃时，CO2的转化率为__，520℃时，反应I的平衡常数K=__。

(4)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)　　 ΔH。m代表起始时的投料比，即m=。图1中投料比相同，温度T3＞T2＞T1，则ΔH___（填“>”或“<”）0。

②m=3时，该反应达到平衡状态后p(总)=20Mpa，恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图2。则曲线b代表的物质为___（填化学式），T4温度时，反应达到平衡时物质d的分压p(d)=___。

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CO2的排放会带来全球“温室”效应，因此，引起国际关注和研究，渴望21世纪 CO2将作为新碳源被广泛使用。

(1)以　 CO2 和　 H2 为原料可得到　 CH4 燃料。

已知：① CH4 (g) + CO2(g) = 2CO(g) + 2H2(g)　 △ H1= + 247kJ·mol-1

② CH4 (g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g)　　　 △ H2= + 205kJ·mol-1

写出由 CO2 获得CH4的热化学方程式：_____。　　

(2)CO2与CH4经催化重整可制得合成气：CH4(g)+CO2(g) = CO(g)+2H2(g) 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产率影响如图所示。此反应优选温度为900℃的原因是______________________。

(3)以二氧化钛表面覆盖的Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。

① 催化剂的催化效率与乙酸的生成速率随温度的变化关系如上图所示。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CH4的转化率，可以采取的措施是________(写出两种) 。

③ 将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中离子方程式是________________________。

(4)O2辅助的Al—CO2电池工作原理如上图所示。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：2CO2+2e−= C2O42−该过程中，O2起催化作用，催化过程可表示为：i： 6 O2 + 6e− = 6 O2−　　 ii: ……写出ii的离子方程式：______________________。

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