科学研究表明，当前应用最广泛的化石燃料到本世纪中叶将枯竭，解决此危机的唯一途径是实现燃料和...

科学研究表明，当前应用最广泛的化石燃料到本世纪中叶将枯竭，解决此危机的唯一途径是实现燃料和燃烧产物之间的良性循环（如左图）：

（1）一种常用的方法是在230℃、有催化剂条件下将CO2和H2转化为甲醇蒸汽和水蒸气。右图是生成1molCH3OH时的能量变化示意图。已知破坏1mol不同共价键的能量（kJ）分别是：

已知E1=8.2 kJ·mol－1，则E2＝__________kJ·mol－1

（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行如下反应：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下三组数据：

① 该反应的△H___________0（填“<” 或“>” ）。

② 实验2条件下的平衡常数K=　　　　　　　　 。

③ 实验3中，若平衡时H2O的转化率为1/3，则a/b=______，c=____。

④ 实验4，若900℃时，在容器中加入CO、H2O、CO2、H2各1mol，则此时V正　　　 V逆（填“<” ，“>” ，“=”）

（3）捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液,先用Na2CO3溶液吸收CO2生成NaHCO3，然后使NaHCO3分解，Na2CO3可以进行循环使用。将100mL 0.1mol/L Na2CO3的溶液中通入112mL（已换算为标准状况）的CO2，溶液中没有晶体析出，则：

①反应后溶液中的各离子浓度由大到小的顺序是____________________________。

②反应后的溶液可以作“缓冲液”（当往溶液中加入一定量的酸和碱时，有阻碍溶液pH变化的作用），请解释其原理______________________________________。

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科学研究表明，当前应用最广泛的化石燃料到本世纪中叶将枯竭，解决此危机的唯一途径是实现燃料和燃烧产物之间的良性循环：

（1）一种常用的方法是在230℃、有催化剂条件下将CO2和H2转化为甲醇蒸汽和水蒸气。下图是生成1molCH3OH时的能量变化示意图。

已知破坏1mol不同共价键的能量(kJ)分别是：

已知E1=8．2 kJ·mol－1，则E2＝__________kJ·mol－1。

（2）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行如下反应：

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：

① 该反应的ΔH__________0(填“<” 或“>” )。

② 实验2条件下的平衡常数K=　　　　　　　　 。

③ 实验3中，若平衡时H2O的转化率为25%，则a/b=______。

④ 实验4，若900℃时，在容器中加入CO、H2O、CO2、H2各1mol，则此时V正　　　 V逆(填“<” 或“>” 或“=”)。

（3）捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液。先用Na2CO3溶液吸收CO2生成NaHCO3，然后使NaHCO3分解，Na2CO3可以进行循环使用。将100mL 0．1mol/LNa2CO3的溶液中通入112mL(已换算为标准状况)的CO2，溶液中没有晶体析出，则：

①反应后溶液中的各离子浓度由大到小的顺序是___________________________。

②反应后的溶液可以作“缓冲液”(当往溶液中加入一定量的酸和碱时，有阻碍溶液pH变化的作用)，请解释其原理_____________________________________。

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（14分）

研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳 源（石油和天然气）到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____________。

a．容器中压强不变　　　　　

b．H2的体积分数不变

c．c（H2）=3c（CH3OH）　　　　　

d．容器中密度不变

e．2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂。

（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下三组数据：

①实验2条件下平衡常数K=　　　　　　　　 。

②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值______（填具体值或取值范围）。

③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均为1mol，则此时V正　　 V逆（填“<”，“>”，“=”）。

（3）已知在常温常压下：

①2CH3OH（l） ＋ 3O2（g） ＝ 2CO2（g） ＋ 4H2O（g）　　 ΔH＝－1275.6 kJ／mol

②2CO （g）+ O2（g） ＝ 2CO2（g）　　 ΔH＝－566.0 kJ／mol

③H2O（g） ＝ H2O（l）　　 ΔH＝－44.0 kJ／mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC2O4）溶液显酸性。常温下，向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系　　　　　　　　　　 ；

（5）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为________；

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研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　 。

②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是　　　 。

a．容器中压强不变 　　　　 　 b．H2的体积分数不变

c．c(H2)=3c(CH3OH) 　　　　 d．容器中密度不变

e．2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂。

（2）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题：

①该过程是将　　　　　　　　 转化为　　　　　　　　 。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)

②催化剂b表面的电极反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）某国科研人员提出了使用氢气和汽油（汽油化学式用C8H18表示）混合燃料的方案，以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用，储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2，该系统反应如下图所示：

解决如下问题：

①写出CaH2的电子式　　　　　　　　　　　　　　 。

②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是：　　　　　　　　　 。

③如该系统反应均进行完全，试写出该系统总反应的化学方程式　　　　　　　　　　　 。

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研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　 。

②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是　　　 。

a．容器中压强不变 　　　　 　 b．H2的体积分数不变

c．c(H2)=3c(CH3OH) 　　　　 d．容器中密度不变

e．2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂。

（2）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题：

①该过程是将　　　　　　　　 转化为　　　　　　　　 。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)

②催化剂b表面的电极反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）某国科研人员提出了使用氢气和汽油（汽油化学式用C8H18表示）混合燃料的方案，以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用，储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2，该系统反应如下图所示：

解决如下问题：

①写出CaH2的电子式　　　　　　　　　　　　　　 。

②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是：　　　　　　　　　 。

③如该系统反应均进行完全，试写出该系统总反应的化学方程式　　　　　　　　　　　 。

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下图是碳的正常循环，但由于过度燃烧化石燃料，造成二氧化碳浓度不断上升。研究和解决二氧化碳捕集、存储和转化问题成为当前化学工作者的重要使命。

（1）有关碳循环的说法中正确的是 　　　　　

a．光合作用是光能转化成化学能

b．化石燃料是可再生的

c．循环过程有氧化还原反应

d．石油中含乙烯、丙烯，通过加聚反应得到高分子化合物

（2）用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2发生反应：

2CO2(g) = 2CO(g)+O2(g)，该反应的△H　　 0，（选填：>、<、=）。

（3）CO2转化途径之一是：利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后将H2与CO2转化为甲醇或其它的物质。

2H2O（1） = 2H2(g) +　 O2(g)　 △H= + 571.5 kJ·mol－1

3H2(g) ＋ CO2(g) = CH3OH(l) ＋ H2O（1）　 △H= —137.8 kJ·mol－1

则反应：4H2O （1） ＋ 2CO2(g) = 2CH3OH(l)+3O2(g)　 △H=　　　　　 kJ·mol－1。

你认为该方法需要解决的技术问题有：　　　 。

a．开发高效光催化剂

b．将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离，并与CO2催化转化。

c．二氧化碳及水资源的来源供应

（4）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的密闭真空容器中，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 　　　　 反应（ “放热”、“吸热”）。在15℃，此反应的化学平衡常数为：　　　　 。

（5）用一种钾盐水溶液作电解质，CO2电催化还原为碳氢化合物（其原理见图）。在阴极上产生乙烯的电极反应方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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下图是碳的正常循环，但由于过度燃烧化石燃料，造成二氧化碳浓度不断上升。研究和解决二氧化碳捕集、存储和转化问题成为当前化学工作者的重要使命。

（1）有关碳循环的说法中正确的是________

a．光合作用是光能转化成化学能

b．化石燃料是可再生的

c．循环过程有氧化还原反应

d．石油中含乙烯、丙烯，通过加聚反应得到高分子化合物

（2）用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2发生反应：

2CO2(g) = 2CO(g)+O2(g)，该反应的△H___0，（选填：>、<、=）。

（3）CO2转化途径之一是：利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后将H2与CO2转化为甲醇或其它的物质。

2H2O（1） = 2H2(g) + O2(g) △H=" +" 571.5 kJ·mol－1

3H2(g) ＋ CO2(g) = CH3OH(l) ＋ H2O（1） △H=" —137.8" kJ·mol－1

则反应：4H2O （1） ＋ 2CO2(g) = 2CH3OH(l)+3O2(g) △H=_______kJ·mol－1。

你认为该方法需要解决的技术问题有：____。

a．开发高效光催化剂

b．将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离，并与CO2催化转化。

c．二氧化碳及水资源的来源供应

（4）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的密闭真空容器中，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_______反应（ “放热”、“吸热”）。在15℃，此反应的化学平衡常数为：_____。

（5）用一种钾盐水溶液作电解质，CO2电催化还原为碳氢化合物（其原理见图）。在阴极上产生乙烯的电极反应方程式为：___________________________。

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能源是当今社会发展的三大支柱之一。有专家指出：如果对燃烧产物如CO₂、H₂O、N₂等能够实现利用太阳能让它们重新组合(如图)，可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为

A．化学能       B．电能       C．生物质能       D．热能

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保护环境已成为当前和未来的一项全球性重大课题。为解决目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有的专家提出利用太阳能促使燃料循环使用的构想，如图所示：

过程Ⅰ可用如下反应表示：

①2CO22CO＋O2　②2H2O===2H2＋O2　③2N2＋6H2O4NH3＋3O2　④2CO2＋4H2O2CH3OH＋3O2　⑤2CO＋4H2O________＋3O2

请回答下列问题：

(1)过程Ⅰ的能量转化形式为________能转化为________能。

(2)请完成第⑤个反应的化学方程式：____________________。

(3)上述转化过程中，ΔH1和ΔH2的关系是________。

(4)断裂1 mol化学键所需的能量见下表：

常温下，N2与H2O反应生成NH3的热化学方程式为_________。

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据新浪科技网报道：美国科学家发现，普通盐水在无线电波的照射下可以燃烧，这很可

能是21世纪人类最伟大的发现之一，将有望解决未来人类的能源危机。无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的结合力，释放出氢原子，一旦点火，氢原子就会在这种频率下持续燃烧。上述“结合力”的实质是（　　 ）

A．离子键　　　　 B．共价键　　　　 C．一种静电引力　 　　　 D．一种静电斥力

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