“低碳经济”备受关注，CO2的捕捉、排集、利用成为科学家研究的重要课题。太空舱产生的 CO...

“低碳经济”备受关注，CO2的捕捉、排集、利用成为科学家研究的重要课题。太空舱产生的 CO2用下列反应捕捉，以实现 O2的循环利用。

Sabatier 反应：CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)

水电解反应：2H2O(l)2H2(g)+O2(g)

(1)将原料气按 n(CO2)∶ n(H2)=1∶4 置于密闭容器中发生 Sabatier 反应，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。

①该反应的平衡常数 K 随温度升高而________(填“增大”或“减小”)。

②温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是________。

③下列措施能提高 CO2 转化效率的是________(填标号)。

A. 适当减压

B. 增大催化剂的比表面积

C. 反应器前段加热，后段冷却

D. 提高原料气中 CO2 所占比例

E. 合理控制反应器中气体的流速

(2)将一定量的 CO2(g)和 CH4(g)通入一恒容密闭容器中发生反应：CO2(g)＋CH4(g)⇌2CO(g)＋2H2(g) Δ H ＝＋248 kJ·mol－1。

为了探究该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CO2 与CH4 ，使其物质的量浓度均为1.0mol·L－1，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， v正～ c(CH4)和 v逆 ～ c(CO)。则与 v正～ c (CH4)相对应曲线是图中________(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“D”“E”或“F”)。

(3)用稀氨水喷雾捕集 CO2最终可得产品NH4HCO3。在捕集时，气相中有中间体 NH2COONH4(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容器中，分别在不同温度下进行反应：NH2COONH4(s) ⇌2NH3(g)＋CO2 (g)。实验测得的有关数据见下表( t1 < t2 < t3 )

氨基甲酸铵分解反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。15℃时此反应的化学平衡常数 K ＝________。

(4)一种新的循环利用方案是用 Bosch 反应 CO2(g)+2H2(g) ⇌C(s)+2H2O(g)代替 Sabatier 反应。

① 已知 CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为–394 kJ∙mol－1 、–242 kJ∙mol－1 ，Bosch 反应的Δ H ＝________kJ∙mol－1(生成焓指一定条件下由对应单质生成 1mol 化合物时的反应热)。

②一定条件下 Bosch 反应必须在高温下才能启动，原因是________。

③该新方案的优点是________。

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（14分）目前“低碳经济”备受关注。CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。试利用所学知识，解决下列问题。

目前，“低碳经济”备受关注，CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题．试运用所学知识，解决下列问题：

（1）已知某反应的平衡表达式为：它所对应的化学反应为：_________________

（2）一定条件下，将C（s）和H2O（g）分别加入甲、乙两个密闭容器中，发生（1）中反应：其相关数据如表所示：

①T1℃时，该反应的平衡常数K=

②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H2O（g）的物质的量浓度 　 （填选项字母）．

A．=0.8mol•L﹣1　　 　　　　 B．=1.4mol•L﹣1　　

C．＜1.4mol•L﹣1　 　　　　 　 D．＞1.4mol•L﹣1

③丙容器的容积为1L，T1℃时，按下列配比充入C（s）、H2O（g）、CO2（g）和H2（g），达到平衡时各气体的体积分数与甲容器完全相同的是 （填选项字母）．

A.0.6mol、1.0mol、0.5mol、1.0mol　　

B.0.6mol、2.0mol、0mol、0mol

C.1.0mol、2.0mol、1.0mol、2.0mol　　

D.0.25mol、0.5mol、0.75mol、1.5mol

（3）将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g）

已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下表：

①该反应的焓变△H 0，熵变△S 0（填＞、＜或=）．

②用甲醚作为燃料电池原料，在碱性介质中该电池负极的电极反应式 ．若以1.12L•min﹣1（标准状况）的速率向该电池中通入甲醚（沸点为﹣24.9℃），用该电池电解500mL 2mol•L﹣1 CuSO4溶液，通电0.50min后，理论上可析出金属铜 g．

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（14分）目前，“低碳经济”备受关注，CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。试运用所学知识，解决下列问题：

（1）已知某反应的平衡表达式为：它所对应的化学反应为：　　　　　　　　　　 。

（2）—定条件下，将C（s)和H2O（g)分别加入甲、乙两个密闭容器中，发生（1）中反应：其相关数据如下表所示：

①T1℃时，该反应的平衡常数K=

②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H2O（g)的物质的量浓度　　　　 （填选项字母）。

A.=0.8 mol·L-1　 　　 B.=1.4 mol·L-1　　

C.<1.4 mol·L-1　　 D.>1.4 mol·L-1

③丙容器的容积为1L，T1℃时，按下列配比充入C（s)、H2O（g)、CO2（g)和H2（g)， 达到平衡时各气体的体积分数与甲容器完全相同的是　　　　　　　　　　 （填选项字母）。

A.0.6 mol 1.0 mol 0.5 mol 1.0 mol

B.0.6 mol 2.0 mol 0 mol 0 mol

C.1.0 mol 2.0 mol 1.0 mol 2.0 mol

D.0.25 mol 0.5 mol 0.75 mol 1.5 mol

（3）将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：

2CO2（g) + 6H2（g)CH3OCH3（g) + 3H2O（g)

已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下表：

①该反应的焓变△H　 　 　 0，熵变△S 　　 0（填＞、＜或＝）。

②用甲醚作为燃料电池原料，在碱性介质中该电池负极的电极反应式　　　　　　 。

若以1.12 L·min-1（标准状况）的速率向该电池中通入甲醚（沸点为-24.9 ℃），用该电池电解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液，通电0.50 min后，理论上可析出金属铜　　　　　　 g。

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目前，“低碳经济”备受关注，CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。试运用所学知识，解决下列问题：

（1）已知某反应的平衡表达式为：它所对应的化学反应为：　　　　　　　　　　 。

（2）—定条件下，将C（s)和H2O（g)分别加入甲、乙两个密闭容器中，发生（1）中反应：其相关数据如下表所示：

①T1℃时，该反应的平衡常数K=

②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H2O（g)的物质的量浓度　　　　 （填字母）。

A．=0.8 mol·L-1　　　　 B．=1.4 mol·L-1　　 　　 C．<1.4 mol·L-1　　　　 D．>1.4 mol·L-1

③丙容器的容积为1L，T1℃时，按下列配比充入C（s)、H2O（g)、CO2（g)和H2（g)， 达到平衡时各气体的体积分数与甲容器完全相同的是　　　　　　 （填字母）。

A．0.6 mol 1.0 mol 0.5 mol 1.0 mol

B．0.6 mol 2.0 mol 0 mol 0 mol

C．1.0 mol 2.0 mol 1.0 mol 2.0 mol

D．0.25 mol 0.5 mol 0.75 mol 1.5 mol

（3）将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：

2CO2（g) + 6H2（g)CH3OCH3（g) + 3H2O（g)

已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下表：

①该反应的焓变△H　　　　 0，熵变△S　　　 0（填＞、＜或＝）。

②用甲醚作为燃料电池原料，在碱性介质中该电池负极的电极反应式　　　　　　 。若以1.12 L·min-1（标准状况）的速率向该电池中通入甲醚（沸点为-24.9 ℃），用该电池电解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液，通电0.50 min后，理论上可析出金属铜　　　　　　 g。

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目前，“低碳经济”备受关注，CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。试运用所学知识，解决下列问题：

（1）已知某反应的平衡表达式为：它所对应的化学反应为：__　 ___

（2）—定条件下，将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器中，发生（1）中反应：其相关数据如下表所示：

①T10C时，该反应的平衡常数K=_______

②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H2O(g)的物质的量浓度_______ (填选项字母）。

A．=0.8 mol·L-1　　 B．=1.4 mol·L-1　　 C．<1.4 mol·L-1　　 D．>1.4 mol·L-1

③丙容器的容积为1L，T1℃时，按下列配比充入C(s)、H2O(g)、CO2(g)和H2(g)， 达到平　　 衡时各气体的体积分数与甲容器完全相同的是_______(填选项字母）。

A.0.6 mol、1.0 mol、0.5 mol、1.0 mol　　

B． 0.6 mol、2.0 mol、0 mol、0 mol

C.1.0 mol、2.0 mol、1.0 mol、2.0 mol　　　　

D． 0.25 mol、0.5 mol、0.75 mol、1.5 mol

（3）在一定条件下，科学家利用从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇，已知CH3OH、H2的燃烧热分别为：△H＝－725.5kJ/mol、△H＝－285.8kJ/mol，写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：

2CO2(g）+ 6H2(g）CH3OCH3(g）+ 3H2O(g)

已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下表：

①该反应的焓变△H　　 0，熵变△S___0（填＞、＜或＝）。

②用甲醚作为燃料电池原料，在碱性介质中该电池负极的电极反应式　　　　　　　　　　 。若以1.12 L·min-1（标准状况）的速率向该电池中通入甲醚（沸点为-24.9 ℃），用该电池电解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液，通电0.50 min后，理论上可析出金属铜　　　　　　 g。

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“低碳经济”备受关注，CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。将一定量的CO2(B)和CH4(g)通入一恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。回答下列问题：

(1)已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)　　　 △H1=-802 kJ·mol-1

CO(g)+O2(g)=CO2(g)　　　　　　　 △H2=-283kJ·mol-1

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)　　　　 △H3=-41 kJ·mol-1

则反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g) +2H2(g)的△H =___________。

(2)其他条件相同，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下，反应经过相同时间时，体系中CO含量随反应温度的变化如图1所示。

①在a点与c点对应的反应条件下，反应继续进行一段时间后达到平衡，平衡常数K(a 点)________K(c点 )( 填“>”“ <”或“=”)。

②b点CO含量低于c点的原因是____________________。

(3)为了探究反应：CO2(g) +CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的反应速率与浓度的关系，起始时向恒容密闭容器中通入CO2与CH4，使其物质的量浓度均为1.0 mol·L-1，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2)：v正～c(CH4)和v逆～c(CO)。则与曲线v正～c(CH4)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)。

(4)将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3。在NH4HCO3溶液中，反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=_________(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5，H2CO3的电离平衡常数Ka2=4×10-11)。

(5)科学家用氮化镓材料与铜组装成如图3所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了用CO2和H2O合成CH4。。氮化镓(GaN)表面发生__________(填“氧化”或“还 原”)反应，铜电极上的电极反应式为______________________。

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目前，“低碳经济”备受关注，CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。

（1）一定条下：C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)已知：C和H2的燃烧热分别为393.5KJ/mol和285.8KJ/mol，且H2O（1）=H2O(g)　　 △H=+44.0KJ/mol.则该反应的△H=　　 　　　 　　 。在一定的条件下，将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器，发生此反应，其相关数据如下表所示：

①T1　 　　 　 T2(填“>”、“=”或“<”).

②若乙容器中达到平衡所需时间为3min，则当反应进行到1.5mol时，H2O(g)的物质的量的浓度　 　　 　　 (填选项字母)。

A．=0.8mol/L　　 B．=1.4mol/L　　 C．< 1.4mol/L　　 D．> 1.4mol/L

③T2℃下，乙容器中若起始充入a molCO2和b molH2，反应达到平衡时，测得CO2的转化率大于H2的转化率，则a/b的值需满足的条件为　　 　　　　　　 　　 。

（2）用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1 取五份等体体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1：3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图1所示，则上述CO2转化为甲醇反应的H1　 　　　　 　 0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图2所示。若在上述平衡体系中再充0.5 mol CO2和1.5 mol H2O(g)(保持温度不变)，则此平衡将　　　　　　 移动(填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”)

（3）CO2在一定的条件下，还可以转化为甲醚(CH3OCH3)。某研究小组将两个甲醚燃料电池串联后作为电源，电解饱和食盐水，装置如图3所示。

①请写出该甲醚燃料电池负极的电极反应式　　　　　　　　 。

②若U形管中氯化钠溶液的体积为600mL。闭合K后，若每个电池甲醚用量均为0.0112L(已折算到标准状况)，且反应完全，假设产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，则电解后U形管中溶液的pH为　　 。

（4）常温下，用NaOH溶液吸收CO2得到pH=11的Na2CO3溶液，吸收过程中水的电离平衡将　　 移动(填“正向”、“不”、“逆向”)；使计算溶液中=　　 　　 　 。(已知常温下，H2CO3的电离平衡常数为K1=4.4×10-2，K2=4.7×10-11)

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目前，“低碳经济”备受关注，CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题．

（1）向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2，可以制得纳米级碳酸钙粒子直径在1-100nm之间)。①向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2气体制纳米级碳酸钙时，应先通入NH3，后通 入CO2，制备纳米级碳酸钙的离子方程式为 ______ ②判断产品中是否含有纳米级碳酸钙的实验方法为　 ______．

（2）一定条件下，C(s)和H2O(g)反应，能生成CO2(g)和H2(g),将C(s)和H2O(g)分别 加入甲、乙两个密闭容器中，发生反应：C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)其相关数 据如下表所示：

①T1℃时，该反应的平衡常数 ______

②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H2O(g)的物质的量浓度 ____ 填选项字母．

A、=0.8mol·L－1 　 B、=1.4mol·L－1 　　 C、<1.4mol·L－1 　　 D、>1.4mol·L－1 　

③丙容器的容积为1L，T2℃时，起始充入a mol CO2(g)和b mol H2(g)，反应达到平衡时，测得CO2的转化率大于的转化率，则的值需满足的条件为　 ______；

④丁容器的容积为1L，时，按下列配比充入C(s)、H2O(g)、CO2(g)和H2(g)，达到平衡时各气体的体积分数与甲容器完全相同的是 ______填选项字母．

A 0.6mol、1.0mol、0.5mol、1.0mol

B 0.6mol、2.0mol、0 mol、0 mol

C 1.0mol、2.0mol、1.0mol、2.0mol

D 0.25mol、0.5mol、0.75mol、1.5mol

(3)CO2在一定条件下可转化为甲醚CH3OCH3用甲醚燃料电池做电源，用惰性电极电 解饱和K2SO4溶液可制取H2SO4和KOH，实验装置如图所示

甲醚燃料电池的负极反应式为　 ______

口导出的物质为 ______ 填化学式．

若燃料电池通入CH3OCH3(g)的速率为0.1mol·L－1·min－1，2min时，理论上C 口收集 到标准状况下气体的体积为　 ______．

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“低碳经济”备受关注，CO2的排集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。

(1)将一定量的CO2(g)和CH4(g)通入一恒容密闭容器中发生反应

CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)

①已知CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)　　 △H1=－802kJ·mol－1

CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)　　 ΔH2=－283kJ·mol－1

CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)　 △H3=－41kJ·mol－1

则反应CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)的△H=___________。

(2)为了探究反应CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)的反应速率和平衡。起始时，向恒容密闭容器中通入CO2与CH4，使其物质的量浓度均为1.0mol·L－1

①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)：v正(CO2)和v逆(CO)，则与v正(CO2)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“D”“E”或“F”)，判断的理由______________________。

②又测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图，当压强为P2时，在y点：v（正）___________v（逆）(选填“大于”、“小于”或“等于”)；压强p1___________p2(选填“大于”、 “小于”或“等于”)，原因是___________；

若p2=6MPa，则T℃时该反应的平衡常数Kp=___________MPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

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“低碳经济”备受关注，CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。

(1)绿色植物通过图1所示过程储存能量，用化学方程式表示其光合作用的过程：_______。

(2)TiO2是一种性能优良的半导体光催化剂,能有效地将有机污染物转化为CO2等小分子物质。图2为在TiO2的催化，O3降解CH3CHO的过程,则该反应的化学方程式为_____________________。

(3)将一定量的CO2(g)和CH4(g)通入一恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。

①已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)　 △H1=-802 kJ/mol

CO(g)+O2(g)=CO2(g)　 △H2=-283 kJ/mol

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H3=-41 kJ/mol

则反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的 △H=___________________________。

②为了探究反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的反应速率与浓度的关系，起始时向恒容密闭容器中通入CO2与CH4，使其物质的量浓度均为1.0mol/L，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3)：v正-c(CH4)和v逆-c(CO)，则与v正-c(CH4)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“D”“E”或“F”)。

(4)用稀氨水喷雾捕集CO2最终可得产品NH4HCO3。

①在捕集时，气相中有中间体NH2COONH4(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容器中，分别在不同温度下进行反应：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。实验测得的有关数据见下表(t1<t2<t3)。

氨基甲酸铵分解反应是_______(填“放热”或“吸热”反应)。15℃时，此反应的化学平衡常数K=____________________。

②在NH4HCO3溶液中，反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=_____________________(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常Kb=2×10-5，H2CO3的电离平衡常Ka1=4×10-7)。

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