如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。为减小和消除CO2...

（13分）如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂引起了全世界的普遍重视。为减小和消除CO₂对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO₂创新利用的研究。

（1）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2L的密闭容器中，充入1moleO₂和3．25molH₂在一定条件下发生反应，测得CO₂、CH₃OH（g）和H₂O（g）的物质的量（n）随时间变化如右图所示：

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）＝___________

②下列措施中一定不能使CO₂的转化率增大的是______________。

A．在原容器中再充入lmolCO₂

B．在原容器中再充入1molH₂

C．在原容器中充入lmol氦气

D．使用更有效的催化剂

E．缩小容器的容积

F．将水蒸气从体系中分离

（2）常温常压下，饱和CO₂水溶液的pH＝5．6，c（H₂CO₃）＝1．5×10^－5mol／L。若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃ ＋H^＋的电离平衡常数K＝____________。（已知：10^－5.6＝2．5×10^－6）。

（3）标准状况下，将4．48LCO₂通入200mLl．5mol／L

的NaOH溶液，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为

_______________。

（4）如图是甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，则a处通入的是___________（填“甲醇”或“氧气”），其电极上发生的电极反应式为____________。

（5）已知，常温下Ksp（AgCl）＝2．0×10^－10，Ksp（AgBr）＝5．4×10^－13．向BaBr₂溶液中加入AgNO₃和KCl，当两种沉淀共存时，溶液中c（Br^－）和c（Cl^－）的比值为____________。

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（14分）如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂引起了全世界的普遍重视。为减小和消除CO₂对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO₂创新利用的研究。

（1）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3．25molH₂在一定条件下发生反应，测得CO₂、CH₃OH（g）和H₂O（g）的物质的量（n）随时间变化如右图所示：

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）＝___________

②下列措施中一定不能使CO₂的转化率增大的是______________。

A．在原容器中再充入lmolCO₂

B．在原容器中再充入1molH₂

C．在原容器中充入lmol氦气

D．使用更有效的催化剂

E．缩小容器的容积

F．将水蒸气从体系中分离

（2）常温常压下，饱和CO₂水溶液的pH＝5．6，c（H₂CO₃）＝1．5×10^－5mol／L。若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃ ＋H^＋的电离平衡常数 K＝____________。（已知：10^－5.6＝2．5×10^－6）。

（3）标准状况下，将4．48LCO₂通入200mLl．5mol／L的NaOH溶液，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______________。

（4）如图是甲醇燃料电池（电解质溶液为H₂SO₄溶液）的

结构示意图，则a处通入的是___________（填“甲醇”

或“氧气”），其电极上发生的电极反应式为____________。

（5）已知，常温下Ksp（AgCl）＝2．0×10^－10，Ksp（AgBr）＝5．4×10^－13．向BaBr₂溶液中加入AgNO₃和KCl，当两种沉淀共存时，溶液中c（Br^－）和c（Cl^－）的比值为____________。

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如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂引起了全世界的普遍重视。为减小和消除CO₂对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO₂创新利用的研究。

（1）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2L的密闭容器中，充入1molCO₂和3．25molH₂在一定条件下发生反应，测得CO₂、CH₃OH（g）和H₂O（g）的物质的量（n）随时间变化如右图所示：

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）＝__________________________.

②下列措施中一定不能使CO₂的转化率增大的是________________。

A．在原容器中再充入1molCO₂        B．在原容器中再充入1molH₂

C．在原容器中充入1mol氦气         D．使用更有效的催化剂

E．缩小容器的容积                  F．将水蒸气从体系中分离

（2）常温常压下，饱和CO₂水溶液的pH＝5．6，c（H₂CO₃）＝1．5×10^－5mol／L。若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃＋H^＋的电离平衡常数K＝____________。（已知：10^－5.6＝2．5×10^－6）。

（3）标准状况下,将4．48LCO₂通入200mL1．5mol／L的NaOH溶液，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为_____________。

（4）如图是甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的

结构示意图，则a处通入的是_________（填“甲醇”或

“氧气”），其电极上发生的电极反应式为_____________。

（5）已知，常温下Ksp（AgCl）＝2．0×10^－10，Ksp（AgBr）＝5．4×10^－13. 向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KCl，当两种沉淀共存时，溶液中c（Br^－）和c（Cl^－）的比值为___________。

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《巴黎协定》所倡导的是全球绿色、低碳。如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。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。

（1）科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图14 甲所示，总反应的化学方程式为_________________________________。

（2）CO2经催化加氢可合成低碳烯烃，合成乙烯的反应为2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)　 ΔH。

向1L恒容密闭容器中充入2mol CO2(g)和n mol H2(g)，在一定条件下发生该反应。CO2的转化率与温

度、投料比[x=]的关系如图乙所示。

①该反应的ΔH__________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

②为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是____________（写1条即可）。

③图中X1_________X2（填“<”“>”.或“=”，下同）。

④若图乙中B点的投料比为2，则500℃时的平衡常数K(B)=_________________。

（3）工业上用CO2生产甲醇燃料，进一步可合成二甲醚。已知：298K和101kPa条件下，

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)　　 △H=-akJ•mol-1　

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　　 △H=-bkJ•mol-1

CH3OH(g)=CH3OH(l)　 △H=-ckJ•mol-1

①CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为________________________________。

②合成二甲醚的总反应为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)　 △H=-130.8kJ•mol-1。一定条件下，该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_____________（填序号）。

a.逆反应速率先增大后减小　　　　 b.H2的转化率增大　　　　 c.反应物的体积百分含量减小

③在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图所示。T1温度下，将6molCO2和12mol H2充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=____________；KC、KD、KE三者之间的大小关系为___________________。

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2009年12月7日～18日在丹麦首都哥本哈根召开的联合国气候会议，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。而如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了全世界的普遍重视。为减小和消除CO₂对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO₂创新利用的研究。

（1）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3.25mol H₂，在一定条件下发生反应，测得CO₂、CH₃OH(g)和H₂O(g)的物质的量（n）随时间变化如右图所示：

①        从反应开始到平衡，氢气的平均反应速

(H₂)=_______。

②下列措施中一定不能使(CH₃OH)/ (CO₂)增大的是_____。

A．降低温度                 B．缩小容器的容积

C．将水蒸气从体系中分离     D．使用更有效的催化剂

（2）常温常压下，饱和CO₂水溶液的pH=5.6，c(H₂CO₃)=1.5×10^-5 mol·L^-1。若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃HCO₃^－＋H^＋的电离平衡常数K=___________。（已知：10^-5.6=2.5×10^-6）。

（3）标准状况下，将1.12L CO₂通入100mL 1mol·L^-1的NaOH溶液中，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为

________________；

（4）如图是乙醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，则a处的通入的是_____________（填“乙醇”或“氧气”），b处电极上发生的电极反应是___________

__________________________________________。

（5）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其K_sp=2.8×10^-9。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为_______。

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（16分）“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。

（1）CO2的电子式为：　　　　　　　　　　 。

（2）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：（系数按顺序填在答题卷上）

___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4 ＝ ____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2O

（3）甲醇是一种新型燃料，工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g）　 △H1＝－116 kJ·mol-1

已知： △H2＝－283 kJ·mol-1

△H3＝－242 kJ·mol-1

则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为　　　　　　　　　　　 ；

（4）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的燃料电池装置。

①该电池负极的电极反应为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 。

（5）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下 CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g）的平衡常数K =　　　　　　　　　 。

（6）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10-5 mol/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为　　　　　　　　　　 。

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（15分）“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。

（1）已知：① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)　　 ΔH＝－41 kJ·mol－1

② C(s)+2H2(g)CH4(g)　　　　 ΔH＝－73 kJ·mol－1

③ 2CO(g)C(s)+CO2(g)　　　　 ΔH＝－171 kJ·mol－1

写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式　　　　　　　　　　　　 。

（2）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)

已知一定条件下，该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2)/n(CO2)]的变化曲线如下左图：

①在其他条件不变时，请在上图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2)/n(CO2)]变化的曲线图。

②某温度下，将2.0 mol CO2(g)和6.0 mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如下图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是　　　　　　　 。

A. P3>P2，T3>T2　　 　　　　　　　 B. P1>P3，T1>T3　

C. P2>P4，T4>T2　 　　　　　　　 D. P1>P4，T2>T3

（3）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的CO和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：

该反应的平衡常数的表达式为：

该反应的正反应方向是　　　　　　 反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的浓度均为0.020 mol·L-1，在该条件下CO的平衡转化率为　　　　 。

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