研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。请运用相关知识研究碳及其化合...

研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。

（1）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。

①750℃时，测得气体中含等物质的量SO₂和SO₃，此时反应的化学方程式是 _____；

②由MgO可制成“镁——次氯酸盐”电池，其装置示意图如图1，该电池正极的电极反应式为_________；

（2）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)  △H＝QkJ/mol

①该反应的平衡常数表达式为K＝_______。

②取五份等体积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( CH₃OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述反应的Q_____0（填“＞”“＜”或“＝”）；

③在其中两个容器中，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、II对应的平衡常数大小关系为K₁_________K₁₁（填“＞”“＜”或“＝”）。

（3）用H₂或CO催化还原NO可以达到消除污染的目的。

已知：2NO(g)＝N₂(g)＋O₂(g)  △H＝－180.5kJ/mol

2H₂O(l)=2H₂(g)＋O₂(g)  △H＝+571.6kJ/mol

则H₂(g)与NO(g)反应生成N₂(g)和H₂O(l)的热化学方程式是________。

高三化学计算题极难题查看答案及解析

（15分）研究碳、氮氧化物的性质与利用具有重要意义。

（1）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。

①750℃时，测得气体中含等物质的量的SO2和SO3，此时反应的化学方程式是　　　　　　 。

②由MgO制成的Mg可构成“镁——次氯酸盐”电池，其装置示意图如图1，该电池的正极反应式为　　　　　　　　　　　　 ；

（2）化合物甲、乙是两种氮的氧化物且所含元素价态均相同，某温度下相互转化时的量变关系如图2所示：

①甲的化学式是　　　　　　　　　　 ；

②图中a、b、c、d四点中，表示反应处于平衡状态的是　　　　　　 。t1～t2时间内v正(乙)　　　　 v逆(甲)（填“＞”“＜”或“＝”）

③反应进行到t2时刻，改变的条件可能是　　　　　　　　　 。

（3）用H2或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。

已知：2NO(g) = N2(g) + O2(g)　　 △H = -180.5kJ·mol-1

2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g)　　 △H = +571.6kJ·mol-1

则用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式是　　　　　　　　　　　　 。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。请运用相关知识研究碳及其化合物的性质。

（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：______C＋________K2Cr2O7＋________——________CO2↑＋________K2SO4＋________Cr2（SO4）3＋________H2O。

①完成并配平上述化学方程式。

②在上述化学方程式上标出该反应电子转移的方向与数目。

（2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。

①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是_________________________________________________________。

②由MgO可制成“镁－次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图（a）所示，该电池反应的离子方程式为________________________________________。

（a）　　　　　 　（b）　　　　（c）

（3）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）　ΔH。

①该反应的平衡常数表达式为K＝________。

②取五份等体积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（b）所示，则上述CO2转化为甲醇反应的ΔH________（填“＞”“＜”或“＝”）0。

③在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图（c）所示，曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ（填“＞”“＜”或“＝”）。

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研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。请运用相关知识研究碳及其化合物的性质。

（1）近年来，我国用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：

　　 C+　　 K2Cr2O7+ 　　　　 —　　 　　 CO2↑+ 　　 K2SO4 + 　　 Cr2(SO4)3+　　 H2O

①完成并配平上述化学方程式。

②在上述方程式上用单线桥标出该反应电子转移的方向与数目。

（2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。

①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　 。

②由MgO可制成“镁－次氯酸盐”电池，其装置示意图如图1，该电池反应的离子方程式为 　　　　　　 。

图1　　　　　　　　　　　　 图2　　　　　　　　　　　　 图3

（3）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)　 △H

①该反应的平衡常数表达式为K＝　　　 　　　　 　　　　 。

②取五份等体积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2所示，则上述CO2转化为甲醇反应的△H　　　　 0(填“>”“<”或“＝”)。

③在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、II对应的平衡常数大小关系为KⅠ　　　　 KII(填“＞” “＜”或“＝”)。

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欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暧，研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。请运用相关知识研究碳及其化合物的性质。

（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质)，这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：

___C+___K₂Cr₂O₇+___—___CO₂↑+ ___K₂SO₄+ ___Cr₂(SO₄)₃+___H₂O

①完成并配平上述化学方程式。

②在上述方程式上标出该反应电子转移的方向与数目。

（2）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。

①750℃时，测得气体中含等物质的量SO₂和SO₃，此时反应的化学方程式________

②由MgO可制成“镁－次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图1，该电池反应的离子方程式为_____________________。

（3）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)（g）CH₃OH(g)+H₂O(g)  ΔH

①该反应的平衡常数表达式为K_______。

②取五份等体积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(CH₃OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO₂转化为甲醇反应的 ΔH_____0 (填 “>”、“<”或“ =” )。

③在同条件下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线 I、II对应的平衡常数大小关系为K_I_______K_II (填“>”、“<”或“ = ”)。

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（10分）研究碳及其化合物的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。某学习小组查阅资料并进行相关探究，请帮忙完成以下探究。

（1）pC类似于pH，是指极稀溶液中的溶质浓度的常用对数的负值。如某溶液中某溶质的浓度为1×10^－3 mol/L，则该溶液中该溶质的pC＝－lg(1×10^－3)＝3。如图为25℃时H₂CO₃溶液的pC－pH图。请回答下列问题：（若离子浓度小于10^-5mol/L，可认为该离子不存在）

①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^－、CO₃^2－________(填“能”或“不能”)大量共存。

②H₂CO₃一级电离平衡常数的数值K_a1________。

③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H₂CO₃/HCO₃^－)可以抵消少量酸或碱，维持pH7.4。当过量的酸进入血液中时，血液缓冲体系中的c(H⁺)/c(H₂CO₃)最终将________。

A．变大             B．变小             C．基本不变         D．无法判断

（2）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图，

该电池反应的离子方程式为________。

（3）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)  △H ；

①取五份等体积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

所示，则上述CO₂转化为甲醇反应热ΔH________0(填“>” “<”或“＝”)。

②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。

若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中各物质浓度相同，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为________。

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碳及其化合物在工农业上有重要作用。

（1）水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体，水煤气的主要成分为_________

（用化学式表示）；

（2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯度MgO。若在750℃时，测得气体中含有等物质的量的SO2、SO3，则反应的化学方程式为____________；

（3）二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由CO2制取碳的太阳能工艺如右图所示。

①若“重整系统”发生的反应中＝6，则FexOy的化学式为____________；　　　

②“热分解系统”中每分解1mol FexOy，转移电子的物质的量为____________。

（4）工业上用CO2和H2反应合成甲醚。

已知：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH＝−130.8 kJ·mol－1

①一定条件下，上述合成甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某一个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是____________（填标号）。

a．逆反应速率先增大后减小　　　　　 b．反应物的体积百分含量减小

c．H2的转化率增大　　　　　　　　　　 d．容器中的n(CO2)/n(H2)值变小

②某压强下，合成甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图所示。

T1温度下，将4molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中，5min后该反应达到平衡，则0～5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)＝______________；

KA、KB、KC三者之间的大小关系为_____________。

（5）常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，在该溶液中，c(NH4+)________（填“>”、“<”或“＝”）c(HCO3-；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K1＝4×10－7，K2＝4×10－11）

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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”）。

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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。

（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。

已知：Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g)　 △H 1 = +489.0 kJ·mol－1

C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g)　　 　　　　　　 △H 2 = +172.5 kJ·mol－1

则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为　　　 　　　　 　　　　 。

（2）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

CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)　 △H

①该反应的平衡常数表达式为K=　　　 　　　　 　　　　　　 。

②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3)，加入恒容密闭容器中，发生上述反应。反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图A所示，则该反应的ΔH 　 　　 0（填“>”、“<”或“＝”）。

③在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图B所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ　　　　 KⅡ（填“>” 或“<”）。

（3）以CO2为原料还可以合成多种物质。①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。当氨碳比＝3，达平衡时CO2的转化率为60%，则NH3的平衡转化率为 　　　　　　　　　　　　 。

②用硫酸溶液作电解质进行电解，CO2在电极上可转化为甲烷，该电极反应的方程式为　　　　　　　　　　　 。

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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。

（1）将CO2与焦炭（石墨）作用生成CO，CO可用于炼铁等。

已知：①Fe2O3(s） + 3C(石墨） =2Fe(s）+ 3CO(g） △H 1 = +489.0 kJ·mol－1

②C(石墨） +CO2(g） = 2CO(g） △H 2 = +172.5 kJ·mol－1

则CO还原Fe2O3(s）的热化学方程式为　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 。

（2）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） △H

若向体积为1L的恒容密闭容器中按下表中三种投料方式投料，发生上述反应．反应温度对CO2平衡转化率影响的曲线（如下图）。

① 该反应的△H_______0(填“＞”“＜”或“=” ），曲线C对应的投料是第_________组。

② T1℃ 时，曲线a对应的化学平衡常数K=_________(保留两位有效数字）。

③ 若500℃ 时该反应的平衡常数K= 2.5，T1℃________500℃ （填“>”“<”或“=”）。

（3）用电化学的方法也可以将CO2变废为宝，用硫酸溶液作电解质进行电解，CO2在电极上可转化为甲烷，该电极反应式为____________。

（4）用石灰水就能够将CO2转变成CaCO3，若Ksp(CaCO3）=2.8×10-9，饱和石灰水的物质的量浓度为0.01mol/L，则向1L饱和石灰水中通入_______mLCO2(标准状况），溶液中开始出现沉淀（不考虑反应过程中溶液体积的变化）。

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