CO2是地球上取之不尽用之不竭的碳源，将CO2应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。...

CO2是地球上取之不尽用之不竭的碳源，将CO2应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。

（1）由CO2转化为羧酸是CO2资源化利用的重要方法。

I.在催化作用下由CO2和CH4转化为CH3COOH的反应历程示意图如图。

①在合成CH3COOH的反应历程中，下列有关说法正确的是_____。（填字母）

a.该催化剂使反应的平衡常数增大

b.CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂

c.由X→Y过程中放出能量并形成了C—C键

②该条件下由CO2和CH4合成CH3COOH的化学方程式为_____。

II.电解法转化CO2制HCOOH的原理如图。

①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式：_____。

②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是_____。

（2）由CO2合成甲醇是CO2资源化利用的重要方法。研究表明在催化剂作用下CO2和H2可发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　　　 ΔH

①有利于提高合成CH3OH反应中CO2的平衡转化率的措施有_____。（填字母）

a.使用催化剂　　　　 b.加压　　　　　　　　 c.增大初始投料比

②研究温度对于甲醇产率的影响。在210℃~290℃保持原料气中CO2和H2的投料比不变，得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如图所示。ΔH____0（填“＞”或“＜”），其依据是____。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

CO2是地球上取之不尽用之不竭的碳源，将CO2应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。

（1）CO2加氢制备甲酸(HCOOH，熔点8.4℃沸点100.8℃)是利用化学载体进行H2储存的关键步骤。

已知：H2(g)+CO2(g)HCOOH(l)　　 △H1=-30.0kJ•mol-1

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

则表示HCOOH燃烧热的热化学方程式为___。

（2）在催化作用下由CO2和CH4转化为CH3COOH的反应历程示意图如图。

①在合成CH3COOH的反应历程中，下列有关说法正确的是___。填（字母）

a.该催化剂使反应的平衡常数增大

b.CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂

c.由X→Y过程中放出能量并形成了C—C键

②该条件下由CO2和CH4合成CH3COOH的化学方程式为___。

（3）CO2与H2在一定条件下反应可生成甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H<0。改变温度时，该反应中的所有物质都为气态，起始温度、容积均相同(T1℃、2L密闭容器）。实验过程中的部分数据见下表：

①实验I，前10min内的平均反应速率υ(CH3OH)=___。

②平衡时CH3OH的浓度：c(实验I)___c(实验II)(填“>”、“<”或“=”，下同）。实验I中当其他条件不变时，若30min后只改变温度为T2℃，再次平衡时n(H2)=3.2mol，则T1___T2。

③已知某温度下该反应的平衡常数K=160，开始时在密闭容器中只加入CO2和H2，反应10min时测得各组分的浓度如下表，则此时υ正___υ逆。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

CO2是地球上取之不尽用之不竭的碳源，捕集、利用 CO2 始终是科学研究的热点。

⑴新的研究表明，可以将 CO2 转化为炭黑回收利用，反应原理如图所示。

①整个过程中 FeO 的作用是_____________；

②写出 CO2 转化为炭黑的总反应化学方程式_____________。

⑵由CO2 合成甲醇是CO2资源化利用的重要方法。

研究表明在催化剂作用下CO2 和H2可发生反应：CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)　 ΔH　　

①有利于提高合成CH3OH反应中CO2的平衡转化率的措施有_______。(填字母)

a．使用催化剂　　　　　　 b．加压　　　　 c．增大初始投料比n(CO2 )/ n(H2)

②研究温度对于甲醇产率的影响。在210 ℃~290 ℃，保持原料气中CO2和H2的投料比不变，得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如下图所示。ΔH____0(填“＞”或“＜”)，其依据是_______。

⑶工业用二氧化碳加氢可合成乙醇：保持压强为5MPa，向密闭容器中投入一定量CO2和H2发生上述反应，CO2的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。

①该反应平衡常数的表达式为_________________。

②投料比m1、m2、m3由大到小的顺序为 _________________。

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研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　 。

②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。

（2）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题：

①该过程是将　　　　　　　　 转化为　　　　　　　　 。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)

②催化剂b表面的电极反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）某国科研人员提出了使用氢气和汽油（汽油化学式用C8H18表示）混合燃料的方案，以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用，储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2，该系统反应如下图所示：

解决如下问题：

①写出CaH2的电子式　　　　　　　　　　　　　　 。

②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是：　　　　　　　　　 。

③如该系统反应均进行完全，试写出该系统总反应的化学方程式　　　　　　　　　　　 。

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研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　 。

②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。

（2）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题：

①该过程是将　　　　　　　　 转化为　　　　　　　　 。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)

②催化剂b表面的电极反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）某国科研人员提出了使用氢气和汽油（汽油化学式用C8H18表示）混合燃料的方案，以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用，储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2，该系统反应如下图所示：

解决如下问题：

①写出CaH2的电子式　　　　　　　　　　　　　　 。

②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是：　　　　　　　　　 。

③如该系统反应均进行完全，试写出该系统总反应的化学方程式　　　　　　　　　　　 。

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（14分）

研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳 源（石油和天然气）到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。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。

（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下三组数据：

①实验2条件下平衡常数K=　　　　　　　　 。

②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值______（填具体值或取值范围）。

③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均为1mol，则此时V正　　 V逆（填“<”，“>”，“=”）。

（3）已知在常温常压下：

①2CH3OH（l） ＋ 3O2（g） ＝ 2CO2（g） ＋ 4H2O（g）　　 ΔH＝－1275.6 kJ／mol

②2CO （g）+ O2（g） ＝ 2CO2（g）　　 ΔH＝－566.0 kJ／mol

③H2O（g） ＝ H2O（l）　　 ΔH＝－44.0 kJ／mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC2O4）溶液显酸性。常温下，向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系　　　　　　　　　　 ；

（5）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为________；

高三化学简答题极难题查看答案及解析

实现节能减排和低碳经济的一项重要课题就是研究如何将CO2转化为可利用的资源，目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ/mol ) 的变化，据此回答下列有关问题：

（1）25℃时，1．01×105Pa，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时放出363．3kJ的热量，写出该反应的热化学方程式______________。

（2）为探究反应原理，现进行如下实验：某温度下，在体积为lL的密闭容器中充入lmolCO2和4molH2，一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2的浓度随时间变化如上图2所示．

①从反应开始到平衡，CH3OH的平均反应速率v(CH3OH)=______________；H2的转化率为______________．

②若向该容器中加入 amolCO2、bmolH2、cmolCH3OH(g)和dmolH2O(g)，且a、b、c、d均大于0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同，试比较反应放出的能量：①______________②(填“大于”“小于” 或“等于”)

③下列措施中能使H2的转化率提高的是______________(填字母)。

A．升高温度　　　　　　　　　　　　 B．将CH3OH(g)及时液化抽出

C．选择高效催化剂　　　　　　　　 D．相同条件下 再充入lmolCO2和4molH2

（3）甲醇是一种可再生能源具有广泛的开发和应用前景。某实验小组用一种以甲醇为原料的燃料电池作为电源，设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置如(下图所示)，通电后溶液中产生大量白色沉淀且较长时间不变色。

①该燃料电池的负极反应为______________。

②下列说法中正确的是______________(填序号)

A．电源中的负极附近 pH升高

B．电极B的发生氧化反应

C．A、B两端都必须用铁作电极

D．阴极发生的反应是2H++2e-=H2↑

E．电解的电解质溶液可以是CuSO4溶液

③若电池中甲醇的通入量为8g，且反应完全，则理论上最多能产生沉淀______________g。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

实现“低碳经济”的一项重要课题就是研究如何将CO2转化为可利用的资源。因此，研究CO2 的综合利用对“低碳社会”的构述构建具有重要意义。

（1）一定条件下CO2可以和铁反应：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)，该反应的平衡常数（K）与温度（T）的关系如图甲所示：

①该反应的△H______0（填“＜”、“=”或“＞”）。

②下列措施，能使平衡时增大的是______（填序号）。

A．充入一定量的CO　　　　　　 B．升高温度　　　　　　 C．使用催化剂

③一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2，反应过程中CO2和CO的物质的量浓度与时间的关系如图乙所示。该反应的平衡常数K=_____________。

（2）目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，图丙表示该反应过程中能量的变化。

①下列关于该反应的说法，正确的是______（填序号）。

A．△H＜0，△S＜0　　　 B．△H＞0，△S＜0　　　 C．△H＞0，△S＞0　 　　 D．△H＜0，△S＞0

②已知：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) △H=-143.0kJ•mol-1；

H2(g)+ O2(g)=H2O(l)　　 △H=-285.8kJ•mol-1。

写出表示CH3OH燃烧热的热化学方程式：________________________________。

③一种以甲醇为原料的燃料电池，使用合适的合金为电极，以氢氧化钠溶液、甲醇、氧气为原料，该电池负极的电极反应式为_______________________________。

（3）以CO2为原料还可以合成多种氮肥。

①工业上由CO2和NH3在一定条件下合成尿素的化学方程式为CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。起始以=5投料进行反应，达到化学平衡时CO2的转化率为60%，则NH3的平衡转化率为______________。

②将足量CO2通入饱和氨水中可制得碳铵（NH4HCO3)。已知室温下Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Kal(H2CO3)=4.3×10-7，则 0.lmol/LNH4HCO3 溶液呈_________（填“酸性”“中性”或“碱性”）。

高三化学简答题中等难度题查看答案及解析

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）

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