固定利用CO2对减少温室气体排放意义重大。CO2加氢合成甲醇是CO2综合利用的一条新途径。...

固定利用CO2对减少温室气体排放意义重大。CO2加氢合成甲醇是CO2综合利用的一条新途径。CO2和H2在催化剂作用下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　 ΔH<0

（1）测得甲醇的理论产率与反应温度、压强的关系如图所示。

①下列措施能使CO2的转化率提高的是____（填序号）。

A．增大压强　　　 B．升高温度　　 C．增大H2投料比　　 D．用更高效的催化剂

②在220℃、5.0MPa时，CO2、H2的转化率之比为___________。

③将温度从220℃降低至160℃，压强从5.0MPa减小至3.0MPa，化学反应速率将_____（填“增大”“减小”或“不变”下同），CO2的转化率将_____。

④200℃时,将0.100 mol CO2和0.275 mol H2充入1 L密闭容器中，在催化剂作用下反应达到平衡。若CO2的转化率为25%,，则此温度下该反应的平衡常数表达式K=_____________（只用数字填，不必计算出结果）。

（2）若H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为-285.8kJ·mol﹣1和-726.5kJ·mol﹣1，则由CO2和H2生成液态甲醇和液态水的热化学方程式为________________________________。

（3）甲醇电解法制氢气比电解水法制氢气的氢的利用率更高、电解电压更低。电解装置如图。

电源的正极为_____（填序号a或b)。其中阳极的电极反应式为_________________；标况下，每消耗1mol甲醇则生成H2的体积为____。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

CO₂的固定和利用在降低温室气体排放中具有重要作用，从CO₂加氢合成甲醇不仅可以有效缓解减排压力，还是其综合利用的一条新途径。CO₂和H₂在催化剂作用下能发生反应CO₂＋3H₂CH₃OH＋H₂O，测得甲醇的理论产率与反应温度、压强的关系如图所示。请回答下列问题：

（1）提高甲醇产率的措施是________。

（2）分析图中数据可知，在220 ℃、5MPa时，CO₂的转化率为________，再将温度降低至

140℃，压强减小至2MPa，化学反应速率将________（填“增大、减小 或 不变“ 下同），CO₂的转化率将。

（3）200℃时，将0.100molCO₂和0.275molH₂充入1L密闭容器中，在催化剂作用下反应达到平衡。若CO₂的转化率为25%，则此温度下该反应的平衡常数K＝________。(要求写出算式和计算结果)

（4）已知已知：CO的燃烧热△H＝－283.0KJ/mol、2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)   △H＝－483.6KJ/mol、

CO(g)+2H₂(g)＝CH₃OH(g)  △H＝－90.1KJ/mol，写出CO₂与H₂合成甲醇的热化学方程式________。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

第21届联合国气候大会于2015年11月30日在巴黎召开，会议的主题是减少温室气体排放量。

Ⅰ．CO2 加氢合成甲醇是合理利用 CO2 的有效途径。由 CO2 制备甲醇过程可能涉及反应如下：

反应①:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H1=﹣49.58kJ•mol﹣1

反应②:CO2(g)+H2(g) CO (g)+H2O(g)△H2

反应③:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H3=﹣90.77kJ•mol﹣1，回答下列问题：

（1）反应②的△H2=　　　　　　　　　 ，反应 ① 自发进行条件是　　　　　　 (填“较低温”、“较高温”或“任何温度”)。

（2）某温度下，在体积为2 L的恒容密闭容器中，按如下方式加入反应物，仅发生反应①。一段时间后达到平衡。

测得甲中CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①前3min内，平均反应速率v(H2)＝　　　　 mol·L－1·min－1。此温度下该反应的平衡常数为

　　　 (结果保留两位小数) 。

②下列措施中，既能使反应速率加快，又能使n(CH3OH)／n(CO2)增大是　　　　　　 。

A．升高温度　　　　　　　　　　　　　 B．充入惰性气体　　　　　

C．将H2O(g)从体系中分离　　　　　 D．再充入1mol H2　　　　　　　　　　　　　　　　　　

E.再充入1 mol CO2　　　　　　　　　　　　　　　　 F.加入催化剂

③反应达到平衡后，若向反应体系再加入CO2(g)、H2(g) 、CH3OH(g)、H2O(g)各1mol，化学平衡

(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。

④要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为　　　　　　　　　　 。

Ⅱ.工业上可用CO2与NH3合成制尿素的原料氨基甲酸铵(H2NCOONH4)。氨基甲酸铵极易发生：H2NCOONH4+2H2O NH4HCO3+NH3·H2O，该反应酸性条件下更彻底。25℃，向l L 0.1 mol·L-1的盐酸中逐渐加入氨基甲酸铵粉末至溶液呈中性(忽略溶液体积变化)，共用去0.052 mol氨基甲酸铵。若此时溶液中几乎不含碳元素，则该溶液中 c(NH4+)=____________，NH4+水解常数Kh=________。

高三化学填空题简单题查看答案及解析

2019年国际非政府组织“全球计划”12月4日发布报告：研究显示，全球二氧化碳排放量增速趋缓。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

(1)CO2催化加氢制甲醇的有关反应及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。

①ΔH___0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②已知反应Ⅲ的速率方程式：υ正=k正·c3(H2)·c(CO2)，υ逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O)，k正、k逆为速率常数。反应达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数___k逆增大的倍数(填“大于”、“小于”或“等于”)。

③500℃时，向恒容的密闭容器中加入1molCO2和1molH2，控制反应条件只发生反应Ⅰ。达到平衡后，只改变下列条件，能使CO的平衡体积分数增大的是___(填选项字母)。

A.增大压强　　　 B.降低温度　　　 C.再通入等物质的量CO2和H2　　　 D.分离出部分水

(2)在200℃时，向5L带气压计的恒容密闭容器中通入2molCO2和2molCH4发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2H2(g)+2CO(g)，测得初始压强为P0kPa，反应过程中容器内总压强(P)随时间(t)变化(反应达到平衡时的温度与起始温度相同)如图所示。

①该反应过程中从0min到2min压强变化原因是___。

②0～4min内，反应的平均反应速率υ(CO2)=___。

③用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=___。[气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体体积分数]

(3)科学家提出利用CO2与CH4制备“合成气”(CO、H2)可能的反应历程如图所示。

注：C(ads)为吸附性活性炭，方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量[如第一个方框中1个CH4(g)+1个CO2(g)的相对总能量为E1eV，单位：eV]。其中，TS表示过渡态。

①CH4(g)+CO2(g) ⇌2H2(g)+2CO(g)ΔH=___kJ·mol-1(已知：1eV=1.6×10-22kJ)

②若E4+E1＜E3+E2，则决定制备“合成气”反应速率的反应方程式为___。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

充分利用碳的氧化物合成化工原料，既可以减少环境污染和温室效应，又能变废为宝。

Ⅰ．CO2的综合利用是解决温室效应及能源问题的有效途径。

(1)O2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。已知CH3OH、H2的燃烧热分别为△H1=-akJ·mol-1、△H2=-bkJ·mol-1，且1mol水蒸气转化为液态水时放出ckJ的热量。

则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=___________kJ·mol-1。

(2)对于CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)．控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇产率的影响如图所示。由图可知获取CH3OH最适宜的温度是___________，下列有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的措施是___________。

A．使用催化剂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．增大体系压强

C．增大CO2和H2的初始投料比　　　　　　　　　　 D．投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度

Ⅱ．CO是合成尿素、甲酸的原料。

(3)合成尿素的反应：2NH3(g)+CO(g)CO(NH2)2(g)+H2(g)△H=-81.0kJ·mol-1。

①T℃时，在体积为2L的恒容密闭容器中，将2molNH3和1molCO混合发生反应，5min时，NH3的转化率为80%。则0～5min内的平均反应速率为v(CO)=___________。

②已知：

则：K1___________126.5(填“＞”或“<”);其判断理由是___________。

(4)通过人工光合作用可将CO转化成HCOOH。

①已知常温下，浓度均为0.1mol·L-1的HCOOH和HCOONa混合溶液pH=3.7,则HCOOH的电离常数Ka的值为___________ (已知lg2=0.3)。

②用电化学可消除HCOOH对水质造成的污染，其原理是电解CoSO4、稀硫酸和HCOOH混合溶液，用电解产生的Co3+将HCOOH氧化成CO2。Co3+氧化HCOOH的离子方程式为___________;忽略体积变化，电解前后Co2+的浓度将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

“节能减排”，减少全球温室气体排放，意义十分重大。二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一，科学家利用溶液喷淋“捕捉”空气中的。

（1）使用过量溶液吸收，反应的离子方程式为________；若含有3molNaOH的溶液“捕捉”了22．4L气体（标准状况），则所得溶液中钠与碳元素的物料守恒关系式为__________（用离子浓度的关系式表示）。

（2）①以和为原料可合成化肥尿素[]。已知：

    ①

 ②

   ③

试写出和合成尿素和液态水的热化学方程式__________。

②通过反应可转化为，在催化剂作用下CO和反应生成甲醇： 某容积可变的密闭容器中充有10molCO与20mol，CO的平衡转化率（a）与温度、压强的关系如下图所示。

A．若A点表示在某时刻达到的平衡状态，此时容器的容积为VL，则该温度下的平衡常数K=__________；平衡状态B点时容器的容积_______VL。（填“大于”、“小于”或“等于”）

B．若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间_______（填“>”、“<”或“=”）

C．在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是________（写出一种即可）。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%．CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

（1）研究表明CO2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH．己知部分反应的热化学方程式如下：

CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+2H2O(l)△H1= akJ•mol-1

H2(g)+O2(g)= H2O(l)△H2= bkJ•mol-1

H2O(g)= H2O(l)△H3= ckJ•mol-1

则 CO2(g)+ 3H2(g)⇌ CH3OH(g)+ H2O(g)△H =　 ______kJ•mol-1

（2）为研究CO2与CO之间的转化，让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)△H，反应达平衡后，测得压强、温度对CO的体积分数（φ（CO）%）的影响如图1所示。

回答下列问题：

①压强 p1、p2、p3的由大到小关系是______；Ka 、Kb、Kc 为a、b、c三点对应的平衡常数，则其大小关系是______。

②900℃、1.0 MPa时，足量碳与a molCO2反应达平衡后，CO2的转化率为______ （保留三位有效数字），该反应的平衡常数Kp=______（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

（3）以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯，其原理如图3所示，电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为______；每生成3.36L(标准状况)乙烯，理论上需消耗铅蓄电池中______mol硫酸。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

(1)研究表明CO2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。己知部分反应的热化学方程式如下：

CH3OH(g)+ 3/2O2(g) ＝CO2(g)+2H2O(1)　　　　　　 ΔH1=a kJ·mol−1

H2(g)+1/2O2(g) ＝H2O(1)　　　　　　　　　　　　　 ΔH2=b kJ·mol−1

H2O(g) ＝ H2O(l)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ΔH3=c kJ·mol−1

则 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　　　　 ΔH=_______kJ·mol−1

(2)为研究CO2与CO之间的转化，让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g) ΔH，反应达平衡后，测得压强、温度对CO的体积分数(φ(CO)％)的影响如图所示。

回答下列问题：

①压强p1、p2、p3的大小关系是______；Ka 、 Kb 、 Kc 为a、b、c三点对应的平衡常数，则其大小关系是______。

②900℃、1.0 MPa时，足量碳与a molCO2反应达平衡后，CO2的转化率为________ (保留三位有效数字)，该反应的平衡常数Kp＝______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。

(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4 为催化剂，可以将CO2 和CH4 直接转化成乙酸，CO2(g)+CH4(g) CH3COOH(g)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250～300 ℃时，乙酸的生成速率降低的主要原因是_______。

(4)以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯，其原理如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为__________；每生成0.5mol乙烯，理论上需消耗铅蓄电池中_____mol硫酸。

高三化学综合题简单题查看答案及解析

高三化学解答题中等难度题查看答案及解析

（15分）为了减少煤燃烧对大气造成的污染，煤的气化和液化是高效、清洁利用煤炭的重要途径，而减少CO2气体的排放也是人类面临的重大课题。煤综合利用的一种途径如下所示：

（1）用如图[（1）小题图]所示装置定量检测过程①产生的CO2（已知：煤粉燃烧过程中会产生SO2）B中预期的实验现象是　　　　　　　　　　 ，D中的试剂是　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）已知① C(s) + H2O(g) =　 CO(g) + H2 (g)　　 ； ΔH1 = +131.3 kJ·mol-1

　　　 ② C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g)　；ΔH2 = +90 kJ·mol-1

　则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是　　　　　　　 。

（3）用（3）小题图装置可以完成⑤的转化，同时提高能量的利用率。其实现的能量转化形式主要是由　　 　　能转化为　　　　　　　　　 能，a的电极反应式是　　 　　　　　　　　　 。

（4）燃煤烟气中的CO2可用稀氨水吸收，不仅可以减少CO2的排放，也可以生产化肥碳酸氢铵。假设该方　　 法每小时处理含CO2的体积分数为11.2%的燃煤烟气 1000 m3(标准状况)，其中CO2的脱除效率为80%，则理论上每小时生产碳酸氢铵　　　　　　　　　　　 　　kg。

高三化学实验题困难题查看答案及解析