碳的氧化物对环境的影响较大，研究和开发碳的氧化物的应用对发展低碳经济，构建生态文明社会具有...

碳的氧化物对环境的影响较大，研究和开发碳的氧化物的应用对发展低碳经济，构建生态文明社会具有重要的意义。

(1)已知：①甲醇的燃烧热ΔH＝－726.4 kJ·mol－1；

②H2(g)＋O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

③H2O(g)=H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1　

则二氧化碳和氢气合成液态甲醇、生成气态水的热化学方程式为_____________。

(2)在T1时，向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的CO和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与 的关系如图所示：

①当起始＝2时，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.6，则0～5min内平均反应速率v(H2)＝______。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol，达到新平衡时H2的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②当＝3.5时，达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图像中的________(填“D”“E”或“F”)点。

(3)已知由CO2生成CO的化学方程式为CO2(g)＋O(g)⇌CO(g)＋O2(g)，其正反应速率为v正＝k正·c(CO2)·c(O)，逆反应速率为v逆＝k逆·c(CO)·c(O2)，k为速率常数。2500 K时，k逆＝1.21×105L·s－1·mol－1，k正＝3.02×105L·s－1·mol－1，则该温度下该反应的平衡常数K为________。(保留小数点后一位小数)

(4)CH3OH—O2在新型聚合物催化下可发生原电池反应，其装置如图：

①外电路中每转移3mol电子，溶液中生成_______molH＋

②写出电极B的电极反应式：__________。

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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）CO2和H2可直接合成甲醇，向一密闭容器中充入CO2和H2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 ΔH

①保持温度、体积一定，能说明上述反应达到平衡状态的是____。

A．容器内压强不变　　　　　　　　 B．3v正(CH3OH)= v正(H2)

C．容器内气体的密度不变　　　　 D．CO2与H2O的物质的量之比保持不变

②测得不同温度时CH3OH的物质的量随时间的变化如图1所示，则ΔH____0（填“>”或“<”）。

（2）工业生产中需对空气中的CO进行监测。

①PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO。当空气中含CO时，溶液中会产生黑色的Pd沉淀。若反应中有0.02 mol电子转移，则生成Pd沉淀的质量为______。

②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量，其模型如图2所示。这种传感器利用了原电池原理，则该电池的负极反应式为______。

（3）某催化剂可将CO2和CH4转化成乙酸。催化剂的催化效率和乙酸的生成速率随温度的变化关系如图3所示。乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是______。

（4）常温下，将一定量的CO2通入石灰乳中充分反应，达平衡后，溶液的pH为11，则c()=____。（已知：Ksp[Ca(OH)2]=5.6×10−6，Ksp(CaCO3) =2.8×10−9）

（5）将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。图4是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是____（填“a→b”或“b→a”）。

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“低碳经济”备受关注，研究和深度开发的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

（1）是一种性能优良的光催化剂，能有效地将有机污染物转化为等小分子物质。图1为在的催化下，降解的示意图，则该反应的化学方程式为____________________________。

（2）将一定量的和通入一恒容密闭容器中发生反应：。

化学链燃烧技术是目前能源领域研究的热点之一，用NiO作载氧体的化学链燃烧的相关热化学方程式如下：

则反应的_______。

为了探究反应的反应速率与浓度的关系，起始时向恒容密闭容器中通入与，并使二者物质的量浓度均为，平衡时，根据相关数据绘制出两条反应速率与浓度关系曲线如图：和。则与曲线相对应的是图中曲线________填“甲”或“乙”；该反应达到平衡后，某一时刻降低温度，反应重新达到平衡，则此时曲线甲对应的平衡点可能为________填字母。

（3）用稀氨水喷雾捕集最终可得产品。

在捕集时，气相中有中间体氨基甲酸铵生成。现将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容密闭真空容器中，分别在不同温度下进行反应：。实验测得的有关数据如下表：

氨基甲酸铵的分解反应是________填“放热”或“吸热”反应。在，此反应的化学平衡常数________。

在溶液中，反应的平衡常数。已知常温下的电离平衡常数，则的电离平衡常数________。

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“低碳经济”备受关注，研究和深度开发的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

（1）是一种性能优良的光催化剂，能有效地将有机污染物转化为等小分子物质。图1为在的催化下，降解的示意图，则该反应的化学方程式为____________________________。

（2）将一定量的和通入一恒容密闭容器中发生反应：。

化学链燃烧技术是目前能源领域研究的热点之一，用NiO作载氧体的化学链燃烧的相关热化学方程式如下：

则反应的_______。

为了探究反应的反应速率与浓度的关系，起始时向恒容密闭容器中通入与，并使二者物质的量浓度均为，平衡时，根据相关数据绘制出两条反应速率与浓度关系曲线如图：和。则与曲线相对应的是图中曲线________填“甲”或“乙”；该反应达到平衡后，某一时刻降低温度，反应重新达到平衡，则此时曲线甲对应的平衡点可能为________填字母。

（3）用稀氨水喷雾捕集最终可得产品。

在捕集时，气相中有中间体氨基甲酸铵生成。现将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容密闭真空容器中，分别在不同温度下进行反应：。实验测得的有关数据如下表：

氨基甲酸铵的分解反应是________填“放热”或“吸热”反应。在，此反应的化学平衡常数________。

在溶液中，反应的平衡常数。已知常温下的电离平衡常数，则的电离平衡常数________。

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CO、CO2是含碳元素的常见气体，也是参与碳循环的重要物质。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：

Fe2O3(s) + 3C(s)＝2Fe(s) + 3CO(g)　 ΔH1＝+489.0 kJ·mol－1；

C(s) +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）甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中生产的CO和H2可制取甲醇，发生的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。实验室中，在1L恒容的密闭容器中进行模拟合成实验。将1 mol CO和2 mol H2通入容器中，分别恒温在300℃和500℃反应，每隔一段时间测得容器内CH3OH的浓度如下表所示：

①300℃和500℃对应的平衡常数大小关系为K300℃_________K500℃（填“>”、“=”或“<”）。

②下列关于该反应的说法正确的是______________（填选项字母,下同）

A．该反应在任何温度下都能自发进行

B．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动

C．温度一定时，压强不再随时间变化可以说明反应达到了平衡状态

D．使用高效催化剂，ΔH会增大

③300 ℃时，前10 min内，该反应的平均反应速率为v(H2)＝___mol/(L·min)。

④下列措施能够增大此反应中CO的转化率的是_________。

A. 充入CO气体　　　　　　　　 B. 升高温度　　

C. 使用优质催化剂　　　　　　 D. 往容器中再充入1 mol CO和2 mol H2

⑤500 ℃时，保持反应体系的温度不变，60min时再向容器中充入CH3OH气体和H2各0.4mol，反应将向___（填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”）进行。再次达到平衡时的平衡常数为____________L2/mol2。

（3）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见下图。当乙酸的生成速率主要取决于温度时，其影响范围是__________________。

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（13分）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：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　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（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，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。

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使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　　　　　 。

③一定温度下，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）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2（g） + 6H2（g）CH3OCH3（g） + 3H2O（g）。已知一定条件下，该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n（H2） / n（CO2）]的变化曲线如下左图。在其他条件不变时，请在右图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n（H2） / n（CO2）]变化的曲线图。

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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：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　　　　　　　 。

（2）电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。

第一步：2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g)　　 △H>0

第二步：HCOOCH3(g)CH3OH(g)+CO(g)　　 △H>0

①第一步反应的机理可以用下图表示：

图中中间产物X的结构简式为　　 　　　　　　 　　 。

②在工业生产中，为提高CO的产率，可采取的合理措施有　　 　　　　　 　 。（写两条措施）

(3)第21届联合国气候变化大会(COP21)于2015年11月30日至12月11日在巴黎召开。会议旨在讨论控制温室气体CO2的排放，减缓全球变暖，力争将全球气温上升控制在2度内。

①Li4SiO4可用于富集得到高浓度CO2。原理是：在500℃，低浓度CO2与Li4SiO4接触后生成两种锂盐；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出高浓度CO2，Li4SiO4再生。请写出700℃时反应的化学方程式为：　　　　 　　　 。

②利用太阳能和缺铁氧化物[如Fe0.9O]可将富集到的廉价CO2热解为碳和氧气，实现CO2再资源化，转化过程如下图所示，若用1mol缺铁氧化物[Fe0.9O]与足量CO2完全反应可生成　　 　　 　 molC(碳)。

③固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO2/H2O，既可高效制备合成气(CO＋H2)，又可实现CO2的减排，其工作原理如下图。

写出电极c上发生的电极反应式：　　　　　　　 ，　　　　　　　 。

（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见下图。

如何解释图中250-400℃时温度升高与乙酸的生成速率变化的关系？　　　　　　　　　 。

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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：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___________________________________。

（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如图。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，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。

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使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________。

③一定温度下，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3个H－H断裂

（4）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2（g） + 6H2（g） CH3OCH3（g） + 3H2O（g）。已知一定条件下，该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的变化曲线如下图。若温度升高，则反应的平衡常数K将____（填“增大”、“减小”或“不变”。下同）；若温度不变，提高投料比n(H2)/n(CO2)，则K将__________；该反应△H_________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

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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：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_________________________________________________。

（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）①CO2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如图。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，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。

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使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______________________。

③一定温度下，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3个H－H断裂

（4）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2（g） + 6H2（g） CH3OCH3（g） + 3H2O（g）。已知一定条件下，该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的变化曲线如图，若温度不变，提高投料比n(H2)/n(CO2)，则K将__________；该反应△H_________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

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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：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_________　　　　　　　　　　　 。

（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，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。

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使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）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见图3。

①乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是__________________。

②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸，写出有关的离子方程式：________________________。

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