碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用，如航天员呼吸产生的CO2用Sabatier反...

碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用，如航天员呼吸产生的CO2用Sabatier反应处理，实现空间站中O2的循环利用。

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

水电解反应：2H2O(1) 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随温度降低而________（填“增大”或“减小”）。

②在密闭恒温（高于100℃）恒容装置中进行该反应，下列能说明达到平衡状态的是_____。

A．混合气体密度不再改变　　　　　　　　 B．混合气体压强不再改变

C．混合气体平均摩尔质量不再改变　　　 D. n(CO2):n(H2)=1:2

③200℃达到平衡时体系的总压强为p，该反应平衡常数Kp的计算表达式为_______。（不必化简，用平衡分，压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）

(2)Sabatier反应在空间站运行时，下列措施能提高CO2转化率的是____（填标号）。

A．适当减压　　　　　　　　　　　　 B．合理控制反应器中气体的流速

C.反应器前段加热，后段冷却　　 D.提高原料气中CO2所占比例

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

①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394kJ/mol、-242kJ/mol，Bosch反应的△H=_____kJ/mol。（生成焓指一定条件下由对应单质生成lmol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______________。若使用催化剂，则在较低温度下就能启动。

③Bosch反应的优点是_______________。

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航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理，可实现空间站中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∶=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________。

③ 200℃达到平衡时体系的总压强为p，该反应平衡常数Kp的计算式为________。（不必化简。用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）

（2）Sabatier反应在空间站运行时，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

（3）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ΔH ＝________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 新方案的优点是________。

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航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理，可实现空间站中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∶=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__________________________。

③ 200℃达到平衡时体系的总压强为p，该反应平衡常数Kp的计算式为________。（不必化简。用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）

（2）Sabatier反应在空间站运行时，下列措施能提高CO2转化率的是______（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H2所占比例

（3）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ΔH ＝________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______________________。

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航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理，可实现空间站中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∶=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________。

③ 200℃达到平衡时体系的总压强为p，该反应平衡常数Kp的计算式为________。（不必化简。用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）

（2）Sabatier反应在空间站运行时，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

（3）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ΔH ＝________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 新方案的优点是________。

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航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理，可实现空间站中O2的循环利用。

sabatior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nCO2∶nH2=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己知H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为A kJ/mol、BkJ/mol， H2O(l)=H2O(g)　 △H =C kJ／mol。计算Sabatier反应的△H=___kJ/mol。

②温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是________。

③200℃达到平衡时体系的总压强为p，该反应平衡常数Kp的计算式为________。(不必化简。用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)

(2)Sabatier反应在空间站运行时，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

(3) 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。

在250℃，向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08molH2和0.04molCO2发生Bosch 反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)　 △ H

①若反应起始和平衡时温度相同(均为250℃)，测得反应过程中压强(P)随时间(t)的变化如图I 曲线a所示，则△H___ 0(填“>”“<”或“不确定”) ；若其它条件相同，仅改变某一条件时，测得其压强(P)随时间(t)的变化如图I 曲线b所示，则改变的条件是______________。

②图II是甲、乙两同学描绘上述反应平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系，其中正确的曲线是____________(填“甲”或“乙”)：m值为____________。

③Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是__________________。

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航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理，可实现空间站中O2的循环利用。

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

水电解反应：2H2O（g）2H2（g）+O2（g）

（1）将原料气按n（CO2）：n（H2）=1：4置于恒容密闭容器中发生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请将a、b、c三点的逆反应速率va、vb、vc由大到小排序：___。

②Sabatier反应在空间站运行时，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.提高原科气中CO2所占比例

E.合理控制反应器中气体的流速

③高于380℃，H2O的物质的量分数随温度升高而降低的原因是：___。

（2）一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2（g）+2H2（g）C（s）+2H2O（g）　 △H代替Sabatier反应，再电解水实现O2的循环利用。

Ⅰ.①已知：CO2（g）和H2O（g）的生成焓为：-394kJ/mol，-242kJ/mol。则△H=____kJ/mol。（生成焓是一定条件下，由其对应最稳定单质生成1mol化合物时的反应热。）

②若要此反应自发进行___（填“高温”或“低温”）更有利。

③Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是___。

Ⅱ.350℃时，向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应，若反应起始和平衡时温度相同（均为350℃），测得反应过程中压强随时间的变化如表所示：

①350℃时Bosch反应的Kp=___（Kp为用气体的分压表示的平衡常数，分压=气体的体积分数×体系总压）

②Bosch反应的速率方程：v正=k正•c（CO2）•c2（H2），v逆=k逆•c2（H2O）（k是速率常数，只与温度有关）。30min时，___（填“＞”“＜”或“=”）；升高温度，k正增大的倍数___k逆增大的倍数。（填“＞”“＜”或“=”）

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“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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氧气、二氧化碳是最常见的气体。回答下列问题：

（1）宇航员呼吸产生的CO2用下列反应处理，实现空间站中的O2循环利用。镍催化剂反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)

①已知H2(g)+O2(g)H2O(g)ΔH=－akJ·mol-1，

CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=－bkJ·mol-1。则镍催化剂反应的ΔH=____kJ·mol-1

②空间站中所涉及的反应有：

a.镍催化剂反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)

b.电解水反应：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)

c.模拟呼吸反应：C(s)+O2(g)=CO2(g)

则实现空间站O2循环总反应为____

（2）可用O2将HCl转化为Cl2，实现循环利用：O2(g)+4HCl(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。将1molO2和4molHCl充入某恒容密闭容器中，分别在T1和T2的温度下进行实验，测得容器内总压强（p）与反应时间（t）的变化关系如图所示。

③该反应的速率v=kca(O2)·cb(HCl)，k为速率常数），下列说法正确的是____（填标号）。

A．温度升高，k增大

B．使用催化剂，k不变

C．在容器中充入不反应的He，总压增大，k增大

D．平衡后再充入1molO2和4molHCl，k增大

④T1____T2（填“＞”或“＜”）；T1时的转化率____T2时的转化率（填“＞”“=”或“＜”）。

⑤T1时，HCl的平衡转化率＝____；T2反应的Kx＝____（Kx为以物质的量分数表示的平衡常数）。

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碳、氮和氯元素及其化合物与人类的生产、生活密切相关。

I．碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用。特别是CO2的低碳转型对抵御气候变化具有重要意义。

在三个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比n(H2)/n(CO2)充入H2和CO2，在一定条件下发生反应：

2CO2(g) + 6H2(g) C2H4(g) + 4H2O(g) △H，CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示（①、②、2.0分别代表三种氢碳比时的变化曲线)。

请回答下列问题：

（1）反应的△H_____0，氢碳比①________②，Q点v(正)_____v(逆)(填“大于”或“小于”)

（2）若起始时，CO2的浓度为0.5mol/L，氢气的浓度为1.0mol/L；则P点对应温度的平衡常数的值为_____________________。

II．氯的化合物合成、转化一直是科学研究的热点。

①一定条件下，氯气与氨气反应可以制备氯胺[NH2Cl(g)]，已知部分化学键的键能：

则上述反应的热化学方程式为_______________________________________________________。

②氯胺是一种长效缓释含氯消毒剂，有缓慢而持久的杀菌作用，可以杀死H7N9禽流感病毒，其消毒原理为与水缓慢反应生成强氧化性的物质，该反应的化学方程式为

_________________________________________________________。

III．用氨水除去SO2

(1)已知25℃时，NH3·H2O的Kb=1.8×10-5，H2SO3的Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.2×10-8.若氨水的浓度为2.0mol/L，则溶液中的c(OH-)=_________mol/L.将SO2通入该氨水中，当c(OH-)降至1.0×10-7mol/L时，溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-)=_____________.

(2)利用氨气与空气催化氧化法制取联氨N2H4.如图是由“联氨-空气”形成的绿色燃料电池,以石墨为电极的电池工作原理示意图,b电极为____________极(填“正”或“负”),写出该电池工作时a电极的电极反应式___________________________________________.

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绿水青山就是金山银山，生产生活中污染物的合理处理对环境保护具有重要意义。

（1）利用某些催化剂，成功实现将空气中的碳氧化合物和氮氧化合物转化为无毒的大气循环物质。

已知：① 2NO（g）+O2（g）2NO2（g）△H3＝﹣112.0kJ•mol﹣1

②　 NO（g）+CO（g）N2（g）+CO2（g）△H2＝﹣379.9kJ•mol﹣1

③　 N2（g）+O2（g）2NO（g）△H1＝+179.8kJ•mol﹣1

则反应NO（g）+CO2（g） NO2（g）+CO（g）的△H＝_____kJ⋅mol﹣1；某温度下，反应①②③的平衡常数分別为K1、K2、K3，则该反应的K＝　____（用K1、K2、K3表示）。

(2)一定温度下，向某密闭容器中充入1 mol NO2，发生反应：2NO2(g) N2O4(g)，测得反应体系中气体体积分数与压强之间的关系如图所示：

①a、b、c三点逆反应速率由大到小的顺序为___________。平衡时若保持压强、温度不变，再向体系中加入一定量的Ne，则平衡___________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。

②a点时NO2的转化率为___________，用平衡分压代替平衡浓度也可求出平衡常数Kp，则该温度下Kp=___________Pa－1。

(3) 常温下，分别取未知浓度的HA和MOH溶液，加水稀释至原来体积的n倍。稀释过程中，两溶液的pH变化如图所示。

①HA为______酸，MOH为 ________碱（填“强”或“弱”）；

②X、Y、Z三点水的电离程度关系是：________________ 。

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