CO2是主要的温室气体，也是一种工业原料。回收利用CO2有利于缓解温室效应带来的环境问题。...

CO2是主要的温室气体，也是一种工业原料。回收利用CO2有利于缓解温室效应带来的环境问题。

(1)我国科学家通过采用一种新型复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油。

已知：2H2 (g)+O2 (g) =2H2O(l)　 ΔH = -571.6 kJ/mol

2C8H18(l)+25O2(g) =16CO2(g)+18H2O(l)　 ΔH = -11036 kJ/mol

25℃、101kPa条件下，CO2与H2反应生成辛烷(以C8H18表示)和液态水的热化学方程式是_________。

(2)CO2催化加氢合成乙醇的反应原理是：2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)　 △H =-173.6 kJ/mol图是起始投料不同时，CO2的平衡转化率随温度的变化关系，m为起始时的投料比，即m=。m1、m2、m3投料比从大到小的顺序为_________，理由是_________。

(3)在Cu/ZnO催化剂存在下，将CO2与H2混合可合成甲醇，同时发生以下两个平行反应：

反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　　　　 ΔH1=-53.7 kJ/mol　

反应Ⅱ CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　　　　　 　ΔH2=+41.2 kJ/mol

控制一定的CO2和H2初始投料比，在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比)：

①对比实验1和实验3可发现：同样催化剂条件下，温度升高，CO2转化率升高， 而甲醇的选择性却降低，请解释甲醇选择性降低的可能原因_______________；

②对比实验1和实验 2可发现：在同样温度下，采用Cu/ZnO纳米片使CO2转化率降低， 而甲醇的选择性却提高，请解释甲醇的选择性提高的可能原因____________。

③有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有_______。

a．使用Cu/ZnO纳米棒做催化剂

b．使用Cu/ZnO纳米片做催化剂

c．降低反应温度

d．投料比不变，增加反应物的浓度

e．增大的初始投料比

(4)以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入CO2，电解，在阴极可制得低密度聚乙烯(简称LDPE)。

①电解时，阴极的电极反应式是_____________。

②工业上生产1.4×104 kg 的LDPE，理论上需要标准状况下______L 的CO2。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

CO2是主要的温室气体，也是一种工业原料。回收利用CO2有利于缓解温室效应带来的环境问题。

(1)我国科学家通过采用一种新型复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油。

已知：2H2 (g)+O2 (g) =2H2O(l)　 ΔH = -571.6 kJ/mol

2C8H18(l)+25O2(g) =16CO2(g)+18H2O(l)　 ΔH = -11036 kJ/mol

25℃、101kPa条件下，CO2与H2反应生成辛烷(以C8H18表示)和液态水的热化学方程式是_________。

(2)CO2催化加氢合成乙醇的反应原理是：2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)　 △H =-173.6 kJ/mol图是起始投料不同时，CO2的平衡转化率随温度的变化关系，m为起始时的投料比，即m=。m1、m2、m3投料比从大到小的顺序为_________，理由是_________。

(3)在Cu/ZnO催化剂存在下，将CO2与H2混合可合成甲醇，同时发生以下两个平行反应：

反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　　　　 ΔH1=-53.7 kJ/mol　

反应Ⅱ CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　　　　　 　ΔH2=+41.2 kJ/mol

控制一定的CO2和H2初始投料比，在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比)：

①对比实验1和实验3可发现：同样催化剂条件下，温度升高，CO2转化率升高， 而甲醇的选择性却降低，请解释甲醇选择性降低的可能原因_______________；

②对比实验1和实验 2可发现：在同样温度下，采用Cu/ZnO纳米片使CO2转化率降低， 而甲醇的选择性却提高，请解释甲醇的选择性提高的可能原因____________。

③有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有_______。

a．使用Cu/ZnO纳米棒做催化剂

b．使用Cu/ZnO纳米片做催化剂

c．降低反应温度

d．投料比不变，增加反应物的浓度

e．增大的初始投料比

(4)以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入CO2，电解，在阴极可制得低密度聚乙烯(简称LDPE)。

①电解时，阴极的电极反应式是_____________。

②工业上生产1.4×104 kg 的LDPE，理论上需要标准状况下______L 的CO2。

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二氧化碳是主要的温室气体，也是一种工业原料。将其固定及利用，有利于缓解温室效应带来的环境问题。

（1）用二氧化碳合成甲醇。

已知：2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)　 △H1＝－484 kJ/mol

2CH3OH(g) ＋3O2(g)＝2CO2(g)+4H2O(g)　 △H2＝－1348 kJ/mol

在催化剂作用下，CO2（g）和H2（g）反应生成CH3OH（g）和H2O（g），该反应的热化学方程式是________。

（2）用二氧化碳合成低密度聚乙烯（LDPE）。以纳米二氧化钛膜为工作电极，常温常压电解CO2，可制得LDPE，该电极反应可能的机理如下图所示。

① 过程Ⅰ~Ⅲ中碳元素均发生________反应（填“氧化”或“还原”）。

② CO2转化为LDPE的电极反应式是（补充完整并配平）________

2n CO2 + □________　 +□________=　 　　 + □________。

③工业上生产1.4×104 kg 的LDPE，理论上需要标准状况下CO2的体积是______L。

（3）用二氧化碳与环氧丙烷()反应合成可降解塑料PPC，同时也能生成副产物CPC，其化学反应过程中的能量变化如下图所示；在不同温度和压强下，PPC的选择性（产物中PPC的质量与产物总质量的比值）和总产率（产物总质量与反应物投料总质量的比值）如下表所示。

①通过表中数据ⅰ、ⅱ、ⅲ可以得出的结论是________；在25℃时，实际生产中选择反应压强为1.5MPa，而不是2.0MPa，理由是________。

②通过表中数据ⅱ、ⅳ、ⅴ可知温度升高会使PPC的选择性下降，结合上图说明其原因可能是______。

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回收和利用CO2是环境科学家研究的热点，是减轻温室效应危害的重要途径。

(1)在太阳能的作用下，以CO2为原料制取炭黑的流程如图所示。其总反应的化学方程式为_____________。

(2)CO2经过催化氢化合成低碳烯烃。合成乙烯的反应为

2CO2(g)+6H2(g)==CH2=CH2(g)+4H2O(g)　　 △H=akJ/mol

已知:

则a=________。

(3)T℃时。在恒容密闭容器中充入1molCO2和nmolH2，在一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H<0，混合气体中CH3OH 的体积分数与氢气的物质的量的关系如图所示。图1中A、B、C 三点对应的体系。CO的转化率最大的是____(填字母)，判断理由是____________。

(4) 工业上也用合成气(H2和CO) 合成甲醇，反应为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)　　 △H<0，在10L的恒容密团容器中充入H2和CO的物质的量分别为2mol和1mol，测得CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。

①图2中S代表的物理量是_________。

②已知300℃时上述反应达到平衡时，CO 的平衡转化率为60% 若再向该平衡体系中再加入2molCO、2molH2、2molCH3OH 若保持温度和容器休积不变，则平衡会_____(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。

(5)工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，其装置示意图如下图所示：

①阳极区产生CO2的原因是________(用离子方程式表示)。

②利用平衡移动原理，简述CO32-在阴极区再生的原因____________。

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回收和利用CO2是环境科学家研究的热点，是减轻温室效应危害的重要途径。

(1)在太阳能的作用下，以CO2为原料制取炭黑的流程如图所示。其总反应的化学方程式为_____________。

(2)CO2经过催化氢化合成低碳烯烃。合成乙烯的反应为

2CO2(g)+6H2(g)==CH2=CH2(g)+4H2O(g)　　 △H=akJ/mol

已知:

则a=________。

(3)T℃时。在恒容密闭容器中充入1molCO2和nmolH2，在一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H<0，混合气体中CH3OH 的体积分数与氢气的物质的量的关系如图所示。图1中A、B、C 三点对应的体系。CO的转化率最大的是____(填字母)，判断理由是____________。

(4) 工业上也用合成气(H2和CO) 合成甲醇，反应为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)　　 △H<0，在10L的恒容密团容器中充入H2和CO的物质的量分别为2mol和1mol，测得CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。

①图2中S代表的物理量是_________。

②已知300℃时上述反应达到平衡时，CO 的平衡转化率为60% 若再向该平衡体系中再加入2molCO、2molH2、2molCH3OH 若保持温度和容器休积不变，则平衡会_____(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。

(5)工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，其装置示意图如下图所示：

①阳极区产生CO2的原因是________(用离子方程式表示)。

②利用平衡移动原理，简述CO32-在阴极区再生的原因____________。

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CO2等温室气体的排放所带来的温室效应已经对人类的生存环境产生很大影响。CO2的利用也成为人们研究的热点。以CO2和H2为原料合成甲醇技术获得应用。

（1）已知CH3OH (g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l )　　　 △H1=－363 kJ/mol

2H2(g)+O2(g)===2H2O(1)　　 △H2=－571.6kJ/mol

H2O(1)====H2O(g)　　　 △H3=+44 kJ/ mol

则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的反应热△H=___________。

（2）该反应常在230~280℃、1.5MPa条件下进行。采用催化剂主要组分为CuO-ZnO-Al2O3。催化剂活性组分为单质铜，因此反应前要通氢气还原。写出得到活性组分的反应的化学方程式：__________________________________________。使用不同催化剂时，该反应反应热△H__________(填“相同”或“不同”)

（3）该反应可以看作以下两个反应的叠加：

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，平衡常数K1；

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，平衡常数K2；

则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数K=___________(用含K1、K2的代数式表示)

（4）反应过程中，发现尾气中总会含有一定浓度的CO，为了减少其浓度，可以采取的措施为_________________________________(写一条即可)

（5）为了提高反应速率，采取的措施可以有___________。

A.使用高效催化剂　 B.在较高压强下进行　 C.降低压强　 D.充入高浓度CO2

（6）有人研究了用电化学方法把CO2转化为CH3OH，其原理如图所示：

则图中A电极接电源___________极。已知B电极为惰性电极，则在水溶液中，该极的电极反应为______________________。

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为了缓解温室效应，科学家提出了多种回收和利用CO2 的方案。

方案I:利用FeO吸收CO2 获得H2

ⅰ.6FeO(s) +CO2(g)=--2Fe3O4(s) +C(s) 　　 △H1=-76.0kJ/mol

ⅱ.C(s) +2H2O(g)=CO2(g) +2H2(g) 　　 △H2= +113.4kJ/mol

（1）3FeO(s) +H2O(g)=Fe3O4(s) +H2(g) 　　 △H3=________。

（2）在反应i中,每放出38.0kJ热量，有_______g FeO 被氧化。

方案II :利用CO2 制备CH4

300℃时，向2L恒容密闭容器中充入2molCO2 和8 mol H2，发生反应：CO2(g) +4H2(g)CH4(g) +2H2O(g) 　　 △H4，混合气体中CH4 的浓度与反应时间的关系如图所示。

（3） ①从反应开始到恰好达到平衡时，H2 的平均反应速率v(H2) =_________。

②300℃时，反应的平衡常数K=____________。

③保持温度不变，向平衡后的容器中再充入2 molCO2和8 molH2，重新达到平衡时CH4 的浓度_________(填字母)。

A.等于0.8mol/L　　 B.等于1.6 mol/L　　 C.0.8 mol/L <c(CH4) <1.6 mol/L　　 D.大于1.6 mol/L

（4）300℃时，如果该容器中有1.6 molCO2、2.0molH2、5.6molCH4、4.0molH2O(g)，则v正____v逆(填“>”“<”或“=”)。

（5）已知:200℃时，该反应的平衡常数K=64.8L2·mol-2。则△H4______0(填“>”“<”或“=”)。

方案Ⅲ:用碱溶液吸收CO2

利用100mL3mol/LNaOH溶液吸收4.48LCO2(标准状况)，得到吸收液。

（6）该吸收液中离子浓度的大小排序为______________。将该吸收液蒸干、灼烧至恒重，所得固体的成分是__________(填化学式)。

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为了缓解温室效应，科学家提出了多种回收和利用CO2 的方案。

方案I:利用FeO 吸收CO2 获得H2

i.6FeO(s) +CO2(g)=2Fe3O4(s) +C(s) 　　 △Hl =-76.0kJ/mol

ⅱ.C(s) +2H2O(g)==CO2(g) +2H2(g) 　 △H2 =+113.4kJ/mol (1)3FeO(s) +H2O(g)= Fe3O4(s) +H2(g) 　 △H3 =__________。

(2)在反应i中，每放出38.0kJ热量，有______g FeO被氧化。

方案II :利用CO2 制备CH4

300℃时，向2 L恒容密闭容器中充入2mol CO2 和8molH2，发生反应CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g) 　 △H4，混合气体中CH4的浓度与反应时间的关系如图所示。

(3) ①从反应开始到恰好达到平衡时，H2的平均反应速率v(H2)=________。

②300℃时，反应的平衡常数K=________。

③保持温度不变，向平衡后的容器中再充入2 molCO2 和8molH2，重新达到平衡时CH4 的浓度_______(填字母)。

A.等于0.8mol/L　　　　　　　　　　　　　　 B. 等于 1.6 mol/L

C.0.8 mol/L <c(CH4)<1.6 mol/L　　　　　　 D.大于1.6 mol/L

(4)300℃时，如果该容器中有1.6molCO2、2.0mol H2、5.6molCH4、4.0molH2O(g)，则v正____v逆(填“>”“<”或“=”)。

(5)已知：200℃时.该反应的平衡常数K=61.8L2·mol-2。则△H4___0（填“>”“<”或“=”)。

方案Ⅲ:用碱溶液吸收CO2

利用100mL3mol/LNaOH溶液吸收4.48LCO2(标准状况)，得到吸收液。

(6)该吸收液中离子浓度的大小排序为____________。将该吸收液蒸干，灼烧至恒重，所得固体的成分是_______(填化学式)。

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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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