CO2是廉价的碳资源，将其甲烷化具有重要意义。热化学转化法：原理为CO2(g)+4H2(g...

CO2是廉价的碳资源，将其甲烷化具有重要意义。

热化学转化法：原理为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H

(1)每生成0.4mol CH4(g)，放出66kJ的热量。则△H=________；

(2)其他条件不变，压强对CO2的转化率及H4的选择性的影响如图所示。CH4的选择性=×100%，CO2甲烷化反应选择0.1MPa (1个大气压)而不选择更高压强的原因是_______。

电化学转化法：在多晶Cu催化下，电解CO2制备CH4的原理如图所示。

(3)铂电极上产生的气体为_____(填化学式)；

(4)电解结束时阴、阳极室的KHCO3溶液的浓度基本保持不变。在电解过程中，HCO3-移向_______ (填“阴”或“阳” )极室。写出阴极的电极反应式______；

(5)电解过程中应持续通入CO2，同时温度应控制在10℃左右，使CO2优先于H+在电极上发生反应。该电解过程不在室温下进行的原因是________。

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CO2是廉价的碳资源，将其甲烷化具有重要意义。

热化学转化法：原理为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H

(1)每生成0.4mol CH4(g)，放出66kJ的热量。则△H=________；

(2)其他条件不变，压强对CO2的转化率及H4的选择性的影响如图所示。CH4的选择性=×100%，CO2甲烷化反应选择0.1MPa (1个大气压)而不选择更高压强的原因是_______。

电化学转化法：在多晶Cu催化下，电解CO2制备CH4的原理如图所示。

(3)铂电极上产生的气体为_____(填化学式)；

(4)电解结束时阴、阳极室的KHCO3溶液的浓度基本保持不变。在电解过程中，HCO3-移向_______ (填“阴”或“阳” )极室。写出阴极的电极反应式______；

(5)电解过程中应持续通入CO2，同时温度应控制在10℃左右，使CO2优先于H+在电极上发生反应。该电解过程不在室温下进行的原因是________。

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CO2甲烷化是一种实现CO2资源化利用的有效途径。

Ⅰ．热化学转化

CO2甲烷化过程发生反应：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)ΔH

(1)每生成1mol CH4(g)，放热165 kJ，则ΔH＝______。

(2)反应的平衡常数的表达式：K＝______。温度升高，K______(填“增大”或“减小”)。

(3)其他条件不变时，一段时间内，压强对CO2的转化率及CH4的选择性的影响如下图。

注：选择性＝转化为目标产物的原料量÷原料总的转化量

CO2甲烷化反应选择0.1MPa而不选择更高压强的原因是______。

Ⅱ．电化学转化

多晶Cu可高效催化CO2甲烷化，电解CO2制备CH4的原理示意图如下。电解过程中温度控制在10℃左右，持续通入CO2。阴、阳极室的KHCO3溶液的浓度基本保持不变。

(4)多晶Cu作______(填“阴”或“阳”)极。

(5)结合电极反应式，说明阴极室KHCO3溶液浓度基本不变的原因：______。

(6)上述电解过程中采取了______措施(写2条即可)使CO2优先于H+放电。

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CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：

（1）CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4（g）+ CO2（g）2CO （g）+ 2H2（g）

①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

则该反应的ΔH=_________。分别在v L恒温密闭容器A（恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______（填“A” 或“B ”）。

（2）CO2可以被NaOH溶液捕获。

①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−）=2∶1，溶液pH=___________。（室温下，H2CO3的K1=4×10−7；K2=5×10−11）

②当2molCO2通入3molNaOH被吸收时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)________。

a．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CO32−)＋c(HCO3-)＋c(OH－)

b．c(Na＋)>c(HCO3-)>c(CO32−)> c(OH－)>c(H＋)

c．3c(Na＋)＝2[c(CO32−)＋c(HCO3-) +c(H2CO3)]

（3）CO2辅助的CO—O2燃料电池，工作原理如图所示，固体介质中CO32— 可定向移动。电池的负极反应式：________________________________电池工作时需向某电极通入CO2以触发反应，该电极为_____________（填“甲”或“乙”）

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CO2是一种廉价的碳资源，CO2及碳的其他化合物综合利用具有重要意义

回答下列问题：

(1)CO2与CH4经催化重整制得合成气：CH4(g)+C02(g) 2CO（g）+2H2（g）ΔH=+120kJ·mol-1有利于提高CH4平衡转化率的条件是_______(填标号)

A高温低压　　 B.低温高压　　 C.高温高压　　 D.低温低压

(2)以甲烷为燃料的新型燃料电池，目前已得到了广泛的研究，如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：

电池的负极是_______(填“a”或“b”）电极，该极的电极反应式为____________________________

(3)CO2可以被NaOH溶液捕获，若所得溶液c(HCO3-):c(CO32-)=2:1，溶液pH=__________（室温下，H2CO3的K1=4×10-7，，K2=5×10-11)　 0.1mol/L NaHCO3溶液中阴离子的浓度由大到小的顺序为_____________________________________

(4)已知25oC，H2SO3的Ka1=1.3×10-2Ka2=6.2×10-8，将SO2通入氨水中，当c（OH-）降至1.0×10-7mol/L时，溶液中 的c(SO32-)/c(HSO3-)=________________

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CO2是一种廉价的碳资源，资源化利用CO2具有重要的工业与环境意义。

(1)下列物质理论上可以作为CO2捕获剂的是____(填序号)。

A．NH4Cl溶液　　 B．(NH4)2CO3溶液　　 C．氨水　　 D．稀H2SO4

(2)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为碳减排提供了一个新途径。该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。

该转化过程①中会____能量(填“吸收”或“释放”)；CO2分解反应的热化学方程式为______，实现该反应的能量转化方式是________。

(3)O2辅助的Al-CO2电池能有效利用CO2，且电池反应产物Al2(C2O4)。是重要的化工原料，工作原理如图所示。若正极上CO2还原生成C2O，则正极的反应式为___；电路中转移1 mol电子，需消耗CO2_____L(标准状况)。

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科学处理NOx、SO2等大气污染物，对改善人们的生存环境具有重要的现实意义。

（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：

CH4(g) +4NO2(g) =4NO(g)+CO2(g) +2H2O(g)；△H=-574kJ•mol-1

CH4(g)+2NO2(g)=N2(g) +CO2(g)+2H2O(g)；△H=-867kJ•mol-1

则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H=____________________

（2）利用氧化氮氧化物的流程如下：

已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，若反应I中转移3mol电子，则反应Ⅱ中可生成N2的体积为_____L（标准状况下）。

（3）常温下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液，吸收过程中水的电离程度_____（填“增大”、“减小”或“不变”）；请写出Na2SO3溶液中，c(Na+)、c(H2SO3)、c(SO32-)、c(HSO3-)的大小关系：_____。

（4）利用Fe2（SO4）3溶液也可处理SO2废气，所得Fe2+溶液有很多重要用途。保存1.8mol•L﹣1的FeSO4溶液时，为防止溶液中Fe2+被氧化，常加入_____；为确保溶液中不出现浑浊，应调节溶液的pH不超过_____。（常温下，Ksp[Fe(OH) 2]=1.8×10﹣16）

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科学处理NOx、SO2等大气污染物，对改善人们的生存环境具有重要的现实意义。

（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：

CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-574kJ•mol-1

CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJ•mol-1

则CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=___kJ•mol-1。

（2）利用氧化氮氧化物的流程如下：

已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，

若反应I中转移3mol电子，则反应Ⅱ中可生成N2的体积为_________L（标准状况下）。

（3）常温下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液，吸收过程中水的电离平衡_________（填“增大”、“减小”或“不变”）；试计算溶液中c(SO32-)/c(HSO3-)=_______。（常温下H2SO3的电离常数：Ka1=1×10-2 mol/L，Ka2=6.0×10-8mol/L）

（4）利用Fe2(SO4)3溶液也可处理SO2废气，所得Fe2+溶液有很多重要用途。保存1.8mol·L-1的FeSO4溶液时，为防止溶液中Fe2+被氧化，常加入________；为确保溶液中不出现浑浊，应调节溶液的pH不超过______。（常温下，Ksp[Fe(OH)2]=1.8×10-16）

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氢气既是一种优质的能源，又是一种重要化工原料，高纯氢的制备是目前研究的热点。

(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，甲烷和水蒸气反应的热化学方程式：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ·mol-1。

已知反应器中存在如下反应过程式：

Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)　　 ΔH1=+206. 4 kJ. mol-1

Ⅱ.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　　 ∆H2=___。

(2)某温度下，4molH2O和1 mol CH4在体积为2L的刚性容器内同时发生反应I、Ⅱ，反应达到平衡时，体系中n(CO)=bmol、n(CO2)=dmol，则该温度下反应I的平衡常数K的值为_____用含字母b、d的代数式表示)

(3)欲增大CH4转化为H2的平衡转化率，可采取的措施有_____(填标号)。

A.适当增大反应物的投料比n(H2O)：n(CH4)

B.增大压强

C.分离出CO2

(4)H2用于工业合成氨：N2+3H2 2NH3.将n(N2)：n(H2)=1:3的混合气体，匀速通过装有催化剂的反应器中反应，反应器的温度变化与从反应器排出的气体中NH3的体积分数φ(NH3)的关系曲线如图，反应器温度高于T0后，NH3的体积分数g(NH3)随温度的升高而减小的原因是____。

某温度下，n(N2)：n(H2)=1:3的混合气体在刚性容器内发生反应，起始时气体总压为p0Pa，平衡时气体总压为0.9p0Pa，则H2的转化率为____，气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学反应平衡常数(记作Kp)，则此温度下，该反应的化学平衡常数Kp=_____(用含p0的代数式表示)。

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氢气既是一种优质的能源，又是一种重要化工原料，高纯氢的制备是目前研究的热点。

(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，甲烷和水蒸气反应的热化学方程式：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ·mol-1。

已知反应器中存在如下反应过程式：

Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)　　 ΔH1=+206. 4 kJ. mol-1

Ⅱ.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　　 ∆H2=___。

(2)某温度下，4molH2O和1 mol CH4在体积为2L的刚性容器内同时发生反应I、Ⅱ，反应达到平衡时，体系中n(CO)=bmol、n(CO2)=dmol，则该温度下反应I的平衡常数K的值为_____用含字母b、d的代数式表示)

(3)欲增大CH4转化为H2的平衡转化率，可采取的措施有_____(填标号)。

A.适当增大反应物的投料比n(H2O)：n(CH4)

B.增大压强

C.分离出CO2

(4)H2用于工业合成氨：N2+3H2 2NH3.将n(N2)：n(H2)=1:3的混合气体，匀速通过装有催化剂的反应器中反应，反应器的温度变化与从反应器排出的气体中NH3的体积分数φ(NH3)的关系曲线如图，反应器温度高于T0后，NH3的体积分数g(NH3)随温度的升高而减小的原因是____。

某温度下，n(N2)：n(H2)=1:3的混合气体在刚性容器内发生反应，起始时气体总压为p0Pa，平衡时气体总压为0.9p0Pa，则H2的转化率为____，气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学反应平衡常数(记作Kp)，则此温度下，该反应的化学平衡常数Kp=_____(用含p0的代数式表示)。

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