二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)是我国能源领域的一个重要战略方向。CO2可转化成有机...

二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)是我国能源领域的一个重要战略方向。CO2可转化成有机物实现碳循环。在 2 L 的恒温恒容密闭容器中，充入 2molCO2 和 6molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，测得 CO2 和 CH3OH(g)的浓度随时间变化如图：

(1)从 3 min 到 15min，υ(H2)=____mol•L－1•min－1；

(2)能说明上述反应达到平衡状态的是_____填编号)。

A. 反应中 CO2 与 CH3OH 的物质的量浓度之比为 1∶1(即图中交叉点)

B. 混合气体的压强不随时间的变化而变化

C. 单位时间内生成 1mol H2，同时生成 1mol CH3OH

D. 混合气体的平均密度不随时间的变化而变化

(3)平衡时 CO2 的转化率为 _____。

(4)平衡混合气体中 CO2(g)和 H2(g)的物质的量之比是 ______。

(5)第 3 分钟时υ正(CH3OH)______第 15 分钟时υ逆(CH3OH)(填“＞”、“＜” “=”)。

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(11分）二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图所示。

①若“重整系统”发生的反应中=6，则FexOy的化学式为______________。

②“热分解系统”中每分解l mol FexOy，转移电子的物质的量为________。

（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g）+3H2(g）=CH3OH(g）+H2O(g）　 △H1=-53.7kJ·mol-1

CH3OCH3(g）+H2O(g）=2CH3OH　 △H2=+23.4kJ·mol-1

则2CO2(g）+6H2(g）CH3OCH3(g）+3H2O(g） △H3=　　　 kJ·mol-1

①一定条件下，上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某一个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是_____(填代号）。

a．逆反应速率先增大后减小　　　　

b．H2的转化率增大

c．反应物的体积百分含量减小　　　

d．容器中的值变小

②在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如下图所示。

T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密闭容器中，5 min后反应达到平衡状态，则0～5 min内的平均反应速率=____　 　　 __；KA、KB、KC三者之间的大小关系为_______ _______。

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二氧化碳的捕集、利用是能源领域的一个重要战略方向。

(1)在一定温度下的恒容密闭容器中，发生下列反应：CO2(g)+3H2(g) ⇌ CH3OH(g) +H2O(g) ΔH<0。下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_____(填字母代号)

a．混合气体的压强保持不变　　 b．v正(CH3OH)=3v逆(H2)

c．CO2 的浓度保持不变　　　　 d．1mol CO2 生成的同时有 3mol H-H 键生成

(2)上述反应常用CuO和ZnO的混合物作催化剂。相同的温度和时间段内，催化剂中 CuO的质量分数对 CO2 的转化率和 CH3OH的产率影响的实验数据如下表所示：

由表可知，CuO的质量分数为_____催化效果最佳。

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二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g)　　 ΔH,在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：

①根据图表数据分析T1℃时，该反应在0-20min的平均反应速率v（N2）=　　　　　　　 mol·L－1·min－1；计算该反应的平衡常数K=　　　　　　　　 。

②30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是　　　　　　 （填字母代号）。

A．加入合适的催化剂　　　　 B．适当缩小容器的体积

C．通入一定量的NO　　　　 D．加入一定量的活性炭

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3，则达到新平衡时NO的转化率　　　　　　　　 （填“升高”或“降低”），ΔH　　　　　　 0（填“>”或“<”）.

（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H1＝－49.1 kJ·mol－1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　　　 △H2＝－24.5 kJ·mol－1

写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式　　　　　　　　 。

（3）二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池（电解质为KOH溶液）的负极反应式为：

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CO2的捕捉、封存与再利用是实现温室气体减排的重要途径之一。请回答：

(1)二氧化碳的电子式为__________。

(2)一种正在开发的利用二氧化碳制取甲酸(HCOOH)的途径如图所示，图中能量主要转化方式为_____________ ，CO2和H2O转化为甲酸的化学方程式为____________。

(3)目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。

①恒容容器中，能加快该反应速率的是_______。

a.升高温度　 b.从体系中分离出CH3OH c.加入高效催化剂 d.降低压强

②在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2的物质的量随时间变化如图所示。从反应开始到5min末，用H2浓度变化表示的平均反应速率________________。

③在相同温度、恒容的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是_______(填序号)。

a.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再改变化　　　

b.n(CO2):n(H2):n(CH3OH):n(H2O)=1:1:1:1

c.容器中混合气体的密度不变　　　

d.v消耗(H2)=3v消耗(CH3OH)

e.体系压强不变　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(4)下列一些共价键的键能如下表所示：

反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，______(填“吸收”或“放出”) 的热量为_____kJ

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低碳经济成为人们一种新的生活理念。二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请你结合所学知识回答:

（1）①用CO2催化加氢可制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)，若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示， 则该反应的ΔH =___________________(用含a、b的式子表示)。

已知:几种化学键的键能如表所示，实验测得上述反应的ΔH=-152 kJ·mol-1，则表中的x=__________。

②以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则N电极上的电极反应式为__________；该电解池中所发生的总反应的化学方程式为__________。

（2）用CO2催化加氢制取二甲醚的反应如下:

2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)　　 ΔH=-122.5 kJ·mol-1。某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图所示。

T1__________ (填“<”、“=”或“>”)T2，判断理由是__________。

T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密闭容器中，经过5 min反应达到平衡，则0~5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=___________。

③一定条件下，上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是__________。(填标号)

A．逆反应速率先增大后减小

B．容器中的比值减小

C．H2的转化率增大

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二氧化碳的捕捉、封存与再利用是实现温室气体减排的重要途径之一。

(1)二氧化碳的电子式为___________。

(2)下列利用二氧化碳的反应中原子利用率达100%的是_____(填序号)。

a．CO2+2NH3 CO(NH2)2+H2O　　　

b．CO2＋CH4CH3COOH

c．CO2+3H2CH3OH+H2O

d．

(3)一种正在开发的利用二氧化碳制取甲醇的流程如下：

①反应(Ⅰ)将CO2和H2O转化为甲酸常用途径有两种，如下图(a)和 (b)。

图(a)中能量主要转化方式为____，图(b)中发生反应的化学方程式为_____。

②在5L的恒温恒容密闭容器中充入1moLCO和4molH2，加入催化剂发生反应，测得CO及CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示。

图中第______min(填数字)反应达到平衡，CO在0～4min内的平均反应速率比在4～8min内的快，其原因是______；达到平衡时氢气的浓度为______。

(4)已知断裂(或生成)1mol化学键吸收(或放出)的能量称为键能，反应H2(g)+ I2(g)=2HI(g)相关键能数据如下：

则该反应的△H为_________kJ·mol-1。

(5)氨气可作为脱硝剂，在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3，在一定条件下发生反应：6NO(g) + 4NH3(g) 5N2(g) +6H2O(g)。

①能说明该反应已达到平衡状态的标志是_________(不定项选择)。

a．反应速率v( NH3) =v( N2)

b．容器内压强不再随时间而发生变化

c．容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化

d．容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O) = 6∶4∶5∶6

②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如下图所示，图中v(正)与v(逆)相等的点为______(选填字母)。

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能源是当今社会发展的三大支柱之一。有专家指出：如果对燃烧产物如CO₂、H₂O、N₂等能够实现利用太阳能让它们重新组合(如图)，可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为

A．化学能       B．电能       C．生物质能       D．热能

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能源是当今社会发展的三大支柱之一。有专家指出：如果对燃烧产物如CO₂、H₂O、N₂等能够实现利用太阳能让它们重新组合(如图)，可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为

A．化学能       B．电能       C．生物质能       D．热能

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