近年来，利用电化学催化方法进行CO2转化的研究引起了世界范围内的高度关注。下图是以Cu作为...

近年来，利用电化学催化方法进行CO2转化的研究引起了世界范围内的高度关注。下图是以Cu作为催化剂CO2转化为甲酸的反应过程，下列有关说法不正确的是

A.过程①说明在催化剂作用下，O-C-O之间形成了一种特殊的化学键

B.过程②和③吸收了能量并形成了O-H键和C-H键

C.CO2和HCOOH中均只含有极性共价键

D.每1molCO2完全转化为甲酸需得2mole-

高三化学单选题中等难度题查看答案及解析

近年来，利用电化学催化方法进行CO2转化的研究引起了世界范围内的高度关注。下图是以Cu作为催化剂CO2转化为甲酸的反应过程，下列有关说法不正确的是

A.过程①说明在催化剂作用下，O-C-O之间形成了一种特殊的化学键

B.过程②和③吸收了能量并形成了O-H键和C-H键

C.CO2和HCOOH中均只含有极性共价键

D.每1molCO2完全转化为甲酸需得2mole-

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近年来，利用电化学催化方法进行CO2转化的研究引起了世界范围内的高度关注。下图是以Cu作为催化剂CO2转化为甲酸的反应过程，有关说法不正确的是

A.过程①说明在催化剂作用下，O－C－O之间形成了一种特殊的化学键

B.过程②形成O－H键的过程放出了能量

C.反应过程中微粒间的碰撞均为有效碰撞

D.每1 mol CO2完全转化为甲酸需得2 mol e－

高三化学选择题中等难度题查看答案及解析

（共16分）近年来对CO2的有效控制及其高效利用的研究正引起全球广泛关注。据中国化工报报道，美国科学家发现了一种新的可将CO2转化为甲醇的高活性催化体系，比目前工业使用的常见催化剂快近90倍。由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下：

反应Ⅰ： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)　 　 △H 1=－49.58 kJ•mol-1

反应Ⅱ：CO2(g)+ H2(g)CO (g)+H2O(g)　 　　 　 △H 2

反应Ⅲ： CO(g)+2 H2(g)CH3OH(g)　 　　　　　 △H 3=－90.77 kJ•mol-1

回答下列问题：

（1）反应Ⅱ的△H 2=　　　　 ，反应Ⅲ自发进行条件是　　　　 （填“较低温”、“较高温”或“任何温度”）。

（2）在一定条件下2L恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ，实验测得在不同反应物起始投入量下，反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线，如下图所示。

①据图可知，若要使CO2的平衡转化率大于40%，以下条件中最合适的是　　 ；

A．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.5mol； 650K　　

B．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.7mol；550K

C．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.9mol； 650K　　

D．n(H2)=3mol，n(CO2)=2.5mol；550K

②在温度为500K的条件下，充入3mol H2和1.5mol CO2，该反应10min时达到平衡：

a．用H2表示该反应的速率为　　　　　 ；

b．该温度下，反应I的平衡常数K=　　　　　 ；

c．在此条件下，系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图所示，当反应时间达到3min时，迅速将体系温度升至600K，请在图中画出3～10min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线：

（3）某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂（发生反应I、Ⅱ、

Ⅲ），测得了不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率（a）及CH3OH的产率（b），如图所示，请回答问题：

①该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是　　　　 （选填编号）。

A．改用高效催化剂

B．升高温度

C．缩小容器体积

D．分离出甲醇

E．增加CO2的浓度

②据图可知当温度高于260℃后，CO的浓度随着温度的升高而　　 　 （填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”），其原因是　　　　　　 。

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CO2的资源化利用一直是化学家们关注的重要课题，中科院大连化学物理研究所设计了一种新型多功能复合催化剂，成功地实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油：(反应①)，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

(1)已知氢气的燃烧热为，若要利用的燃烧热求a的值，则还需要知道一个反应的，该反应是________________________________。反应①在一定条件下具有自发性，则a_______________0(填“>”或“<”)。

(2)向某密闭容器中按一定投料比充入、，控制条件使其发生反应：。测得的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图1所示：

则X表示______________，___________(填“>”或“<”)。欲提高的平衡转化率并提高单位时间内的产量，可采取的措施是______________________(填两种)。

(3)控制一定温度、催化剂，按不同投料比将反应物通入到某密闭容器中，测得平衡时的百分含量与投料比之间的关系如图2所示，则____________。

(4)在钌-铑双金属催化剂的作用下，CH3OH、CO2、H2可高效地转化为乙酸，反应方程式为。一定温度下，向某刚性容器中通入等物质的量的三种原料气，测得体系中的总压强与时间的关系如下表所示：

则反应开始到达到平衡的过程中，____________________________。

(5)碳捕捉技术的发展也有利于CO2在资源应用方面得到充分利用。常温下，若某次用NaOH溶液捕捉空气中的CO2所得溶液的pH=10，并测得溶液中，则_____________。

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CO2的转化和重整受到越来越多的关注，它是有效应对全球气候变化、促进低碳社会构建的重要方法。

(1)热化学转化法。

CO2催化加氢合成CH4，其过程中主要发生下列反应：

反应Ⅰ：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－890.3 kJ·mol－1

反应Ⅱ：CO(g)＋H2O (g)=CO2(g)＋H2(g)；ΔH＝＋2.8 kJ·mol－1

反应Ⅲ：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)；ΔH＝－566.0 kJ·mol－1

则反应CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) 的ΔH＝________kJ·mol－1。

(2)CO2催化还原法。

图1表示的是利用CO2的“直接电子传递机理”。在催化剂铜的表面进行转化。当有1 mol CO2反应时，直接传递的电子物质的量为________mol。

(3)CO2电化学催化重整法。

①图2表示以KOH溶液作电解质溶液进行电解的示意图，CO2在Cu电极上可以转化为CH4，该电极反应的方程式为______________________，电解一段时间后，阳极区溶液pH减小，其原因是__________________。

②CO2与CH4在催化剂作用下合成乙酸，反应的化学方程式为________。

(4)CO2与丙烯通过金属杂多酸盐[CoxH(3－2x)PW12O40] 催化合成甲基丙烯酸。

①研究发现金属杂多酸盐中x对CO2转化率的影响如图3所示，由图3得出催化效果最好的金属杂多酸盐化学式是________。

②催化剂在温度不同时对CO2转化率的影响如图4所示，300 ℃催化效果远不如200 ℃　 和250 ℃的原因为__________________________________。

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CO2的转化和重整受到越来越多的关注，它是有效应对全球气候变化、促进低碳社会构建的重要方法。

(1)热化学转化法。

CO2催化加氢合成CH4，其过程中主要发生下列反应：

反应Ⅰ：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－890.3 kJ·mol－1

反应Ⅱ：CO(g)＋H2O (g)=CO2(g)＋H2(g)；ΔH＝＋2.8 kJ·mol－1

反应Ⅲ：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)；ΔH＝－566.0 kJ·mol－1

则反应CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) 的ΔH＝________kJ·mol－1。

(2)CO2催化还原法。

图1表示的是利用CO2的“直接电子传递机理”。在催化剂铜的表面进行转化。当有1 mol CO2反应时，直接传递的电子物质的量为________mol。

(3)CO2电化学催化重整法。

①图2表示以KOH溶液作电解质溶液进行电解的示意图，CO2在Cu电极上可以转化为CH4，该电极反应的方程式为______________________，电解一段时间后，阳极区溶液pH减小，其原因是__________________。

②CO2与CH4在催化剂作用下合成乙酸，反应的化学方程式为________。

(4)CO2与丙烯通过金属杂多酸盐[CoxH(3－2x)PW12O40] 催化合成甲基丙烯酸。

①研究发现金属杂多酸盐中x对CO2转化率的影响如图3所示，由图3得出催化效果最好的金属杂多酸盐化学式是________。

②催化剂在温度不同时对CO2转化率的影响如图4所示，300 ℃催化效果远不如200 ℃　 和250 ℃的原因为__________________________________。

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目前有效控制及高效利用CO、的研究正引起全球广泛关注，根据中国化工报报道，美国科学家发现了几种新的可将CO、转化为甲醇的高活性催化体系，比目前工业使用的常见催化剂快近 90倍。

已知工业上可以利用制备涉及反应如下：

反应I：

反应II：

(1)写出工业上CO和制取甲醇的热化学方程式 ______ 。

(2)反应I能自发进行的条件是 ______。

(3)一定温度下，、CO在体积固定的密闭容器中发生如下反应：，下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据有 ______ 。

A.该反应的平衡常数不变

的消耗速率等于的生成速率

C.容器内的压强保持不变

混合气体的密度保持不变

E.混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化

(4)500K，恒容密闭容器中充入的 和仅发生反应I，该反应10min时生成 ，此时达到平衡：

①用氢气表示该反应的速率为 ______ 。

②该温度下，反应I的平衡常数为 ______ 。

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催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产需采用催化工艺。

（1）新的研究表明，可以将CO2转化为炭黑进行回收利用，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方程式_________。

（2）已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 ΔH＜0。按n(N2)∶n(H2) = 1∶3向反应容器中投料，在不同温度下分别达平衡时，混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示：

①下列说法正确的是_________。（填字母）

a．曲线a、b、c对应的温度是由低到高

b．加入催化剂能加快化学反应速率和提高H2的转化率

c．图中Q、M、N点的平衡常数：K(N) ＞ K(Q) = K(M)

②M点对应H2的转化率是_________。

③2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：

、 和 分别表示N2、H2和NH3。e表示生成的NH3离开催化剂表面，b和c的含义分别是_________和_________。

（3）有机反应中也常用到催化剂。某反应原理可以用下图表示，写出此反应的化学方程式_________。

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随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究新的热点。 完成下列问题：

(1)CO2催化加氢合成CH3OCH3是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：

反应I：

反应Ⅱ：

①写出CO和H2合成CH3OCH3的热化学方程式____。

②分别在2L恒温密闭容器甲（恒温恒容）、乙（恒温恒压）中，加入CO2和H2各1 mol的混合气体，假设只发生反应Ⅱ，则两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是____（填“甲”或“乙”）。当反应5 min时，测得甲容器中压强变为原来的一半，则用CO2表示的反应的速率= ___。

③在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中：

i)温度高于300℃，温度对CO2平衡转化率影响较大的是反应____（填“I”或“Ⅱ”）。

ii)220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施可以是____（任答一条）。

(2)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，CO2主要转化为____（写离子符号）；若所得溶液c(HCO3-):c(CO32-)=1:5，溶液pH= ___。（室温下，H2CO3的）

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