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研究和深度开发CO、CO2的应用具有重要的社会意义。回答下列问题：

（1）CO可用于高炉炼铁，已知：

Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2 (g)　　 △H1= a kJ/mol

3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2 (g)　　 △ H2= b kJ/mol

则反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2 (g)的△H=________kJ/mol

（2）某温度下，在容积为2 L的密闭容器甲中投入8molCO2(g)、16molH2(g)发生反应：

CO2 (g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

甲容器15 min后达到平衡，此时CO2的转化率为75%。则0〜15 min内用二氧化碳表示平均反应速率v（CO2）=_______，计算此条件下该反应的平衡常数K= __________。

（3）捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。目前NH3和(NH4)2CO3等物质已经被用作工业捕碳剂。

①下列物质中不可能作为CO2捕获剂的是___________。

A．Na2CO3 　 B．NaOH　　　 C．CH3CH2OH　　　　 D．NH4Cl

②用(NH4)2CO3捕碳的反应：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) 2NH4HCO3(aq)。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体，保持其它初始实验条件不变，分别在不同温度下，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图：

I. c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为Ｖ逆c ____Ｖ正d (填“＞”、“＝”或“＜”)

II. b、c、d三点的平衡常数K b 、K c、 Kd 从大到小的顺序为_______。(填“＞”、“＝”或“＜”)

III．T3～T4温度区间，容器内CO2气体浓度呈现增大的变化趋势，其原因是____________。

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试题答案

试题解析

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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）CO可用于炼铁
已知：
则CO 还原Fe2O3(s）的热化学方程式为　　　　　　　　　　　。
（2）尾气中的CO 主要来自于汽油不完全燃烧。有人设想按下列反应除去CO：
，简述该设想能否实现的依据：　　　　　　　　　。
（3）CO2 和H2 充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：
测得CH3OH 的物质的量随时间的变化如图所示。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ 　　　　　　 KⅡ（填“＞”或“＝”或“＜”）。
②一定温度下，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6 个H－H 断裂
（4）利用光能和光催化剂，可将CO2 和H2O(g）转化为CH4 和O2。紫外光照射时，在不同催化剂（I、II、III）作用下，CH4 产量随光照时间的变化如下图2。在0～15 小时内，CH4 的平均生成速率I、II 和III 从小到大的顺序为　　　　　　　（填序号）。
（5）以TiO2／Cu2Al2O4 为催化剂，可以将CO2 和CH4 直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如下图3：
①当温度在　　　　　范围时，温度是乙酸生成速率的主要影响因素。
②Cu2Al2O4难溶于水，可溶于浓硝酸并放出红棕色气体，写出反应的离子方程　　　　　　。

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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。CO可用于炼铁，已知：Fe2O3(s) + 3C(s)＝2Fe(s) + 3CO(g)　 ΔH 1＝+489.0 kJ·mol－1，
C(s) +CO2(g)＝2CO(g)　　 ΔH 2 ＝+172.5 kJ·mol－1　；则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为
A．Fe2O3+ 3CO＝2Fe+ 3CO2　　　　　　　　　 △H ＝－28.5 kJ·mol－1
B．Fe2O3(s)+ 3CO(g)＝2Fe(s)+ 3CO2(g)　　 △H ＝－28.5 kJ
C．Fe2O3(s)+ 3CO(g)＝2Fe(s)+ 3CO2(g)　　 △H ＝ + 28.5 kJ·mol－1
D．Fe2O3(s)+ 3CO(g)＝2Fe(s)+ 3CO2(g)　　 △H ＝－28.5 kJ·mol－1

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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。CO可用于炼铁，
已知：Fe2O3(s) + 3C(s)＝2Fe(s) + 3CO(g)　 ΔH 1＝+489.0 kJ·mol－1，
C(s) +CO2(g)＝2CO(g)　　 ΔH 2 ＝+172.5 kJ·mol－1　；则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为
A．Fe2O3+ 3CO＝2Fe+ 3CO2　　　　　　　　　 △H ＝－28.5 kJ·mol－1　　　　　　　　　　（　　）
B．Fe2O3(s)+ 3CO(g)＝2Fe(s)+ 3CO2(g)　　 △H ＝－28.5 kJ
C．Fe2O3(s)+ 3CO(g)＝2Fe(s)+ 3CO2(g)　　 △H ＝ + 28.5 kJ·mol－1
D．Fe2O3(s)+ 3CO(g)＝2Fe(s)+ 3CO2(g)　　 △H ＝－28.5 kJ·mol－1

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研究和深度开发CO、CO2的应用对建生态文明社会具有重要的意义。
（1）CO可用于炼铁，已知：
Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+489.0kJ•mol-1，
C(s)+CO2(g)=2CO(g)　 △H2=+172.5kJ•mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为____________________。
（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）。写出该电池的负极反应式：__________________。
（3）CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图1。
①线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI______KⅡ （填“＞”或“=”或“＜”）。
②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

容器

甲

乙

反应物投入量

1mol CO2、3mol H2

a mol CO2、b mol H2、

c mol CH3OH(g)、c molH2O(g)

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为____________。
（4）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2(g)转化为CH4和O2，紫外光照射时，在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH4产量随光照时间的变化见图2。在0~15小时内，CH4的平均生成速率I、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为_____________（填序号）
（5）一种甲醇燃料电池，使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
请写出加入（通入）b物质一极的电极反应式________________；每消耗6.4g甲醇转移的电子数为_______________。
（6）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下，将amol/L的醋酸与bmol/LBa(OH)2溶液等体积混合后，溶液中:2c(Ba2+)=c(CH3COO-)，用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数Ka为__________________。

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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)已知7gCO完全燃烧放热70.7kJ，写出CO燃烧反应的热化学方程式_________。
(2)CO与O2设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）。该电池的负极反应式为_______，用该电池电解精炼铜，粗铜与通的______一极（填“CO”或“O2”）相连。
(3)利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂（I、II、III）作用下，CH4产量随光照时间的变化如下图。在0～15小时内，CH4的平均生成速率I、II和III从小到大的顺序为___________（填序号）。
(4)以TiO2／Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如下图。
①当温度在________范围时，温度是乙酸生成速率的主要影响因素。
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸，稀硝酸还原产物为NO，同时生成两种盐，写出有关的离子方程式___________。

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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
①已知：Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g)　 △H 1 = +489.0 kJ·mol－1
C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g)　　 △H 2 = +173.0 kJ·mol－1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②某含C、H、O三种元素的有机物A，经测定碳的质量分数为52.16%，氢的质量分数13.14%，它可以作燃料电池（以KOH溶液为电解液）的原料，写出该电池的负极反应式　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，发生反应：
CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)　 △H =－49.0 kJ·mol－1
回答问题：
①该反应的平衡常数表达式为　　　　　　　　　　　　　　　。
②把0.5mol的CO2和1.5mol的H2充入2L的密闭容器中，半分钟后测得c（H2）=0.15mol/L,用CH3OH表示该反应的速率：v(CH3OH)=　　　　　　　　　　
③如图，在反应体系中加入催化剂，反应速率增大,E2的变化是　　　　　　（填“增大”， “减小”或“不变”）

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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(I) 将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
①已知：Fe2O3(s) + 3C(石墨) 2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 ＝+489 kJ·mol－1
C(石墨) +CO2 (g) 2CO(g) △H 2 ＝ +172 kJ·mol－1
则Fe2O3(s) + 3CO(g) 2Fe (s) + 3CO2(g) △H＝_________。
②利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池(以H2SO4溶液为电解质溶液)，写出该电池的正极反式_________。
(II)如图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。(1)中反应的离子方程式为______;比较(1)、(2)、(3)中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是_____(用序号表示) 。

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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)===2Fe(s)＋3CO(g)　　 ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1；
C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g) 　 ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1。
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为________________________
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　 ΔH
①该反应的平衡常数表达式为K＝_____________。
②取一定体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3)，加入恒容密闭容器中，发生上述反应。反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图Z76(a)所示，则该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。
(a)　　　　　　　　　　　　　　　　　 (b)
图Z76
③在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间的变化关系如图(b)所示，曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI________KⅡ(填“>”“<”或“＝”)。
（3）以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为：____________
2NH3＋CO2　 CO(NH2)2＋H2O 当氨碳比＝3，达平衡时CO2的转化率为60%，则NH3的平衡转化率为_________。
②用硫酸溶液作电解质进行电解，CO2在电极上可转化为甲烷，该电极反应的方程式为____ ____。

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（8分）研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(I)将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
①已知：Fe2O3(s) + 3C(石墨) ＝2Fe(s) + 3CO(g)　 △H 1 ＝+489 kJ·mol－1
C(石墨) +CO2 (g) ＝2CO(g)　　 △H 2 ＝ +172 kJ·mol－1
则Fe2O3(s) + 3CO(g) ＝ 2Fe (s) + 3CO2(g)　　 △H＝　　　　　　　　　　　　。
②利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池（以H2SO4溶液为电解质溶液），写出该电池的正极反式　　　　　　　　。
（II）如图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。
（1）中反应的离子方程式为　　　　　　　　　；比较（1）、（2）、（3）中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是　　　　 (用序号表示) 。

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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：Fe2O3(s)+3C(s，石墨)＝2Fe(s)+3CO(g)Δ　　 H1＝+489.0 kJ·mol－1
C(s，石墨)+CO2(g)＝2CO(g)　　 ΔH 2＝+172.5 kJ·mol－1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为________________。
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　 ΔH
①取一定体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比为1∶3），加入恒容密闭容器中，发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示，则该反应的
ΔH____________0（填“＞”、“＜”或“＝”，下同）。
②在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数关系为KⅠ____________KⅡ。
（3）以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成。开始以氨碳比＝3进行反应，达平衡时CO2的转化率为60%，则NH3的平衡转化率为_______________。
②将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3，已知常温下一水合氨Kb＝1.8×10-5，碳酸一级电离常数Ka＝4.3×10-7，则NH4HCO3溶液呈_______________（填“酸性”、“中性”或“碱性”）。

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