（实验班做）（15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...

（实验班做）（15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。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：在容积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，在500℃下发生发应，CO2（g）+3H2（g） 　　 CH3OH（g） + H2O（g）。实验测得CO2和CH3OH（g）的物质的量（n）随时间变化如下图1所示：

（1）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）＝_________________。500℃达平衡时，CH3OH（g）的体积分数为 　　　　 ，图2是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图，则该反应的正反应为　　　 反应（填“放热”或“吸热”）。

（2）500℃该反应的平衡常数为　　　　　 （保留两位小数），若提高温度到800℃进行，达平衡时，K值　　　　 （填“增大”“减小”或“不变”）。

（3）下列措施中不能使CO2的转化率增大的是________________。

A．在原容器中再充入1mol H2　　　　　 B．在原容器中再充入1molCO2

C．缩小容器的容积　　　　　　　　 　　 D．使用更有效的催化剂

E.将水蒸气从体系中分离出

（4）500℃条件下，测得某时刻，CO2（g）、H2（g）、CH3OH（g）和H2O（g）的浓度均为0. 5mol/L，则此时v（正）　 　 　 v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）。

（5）下列措施能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是　　　　 。

A.升高温度　　　　　　　　　　　 　　 B.在原容器中充入1molHe

C.将水蒸气从体系中分离出　　 　　 D.缩小容器容积，增大压强

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（4分）随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中（体积不变），充入1mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：

CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)  △H＝－49.0kJ/mol

测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

（1）从反应开始到10min，氢气的平均反应速率v(H₂)＝

（2）下列说法正确的是________

A、进行到3分钟时，正反应速率和逆反应速率相等。

B、10分钟后容器中压强不再改变。

C、达到平衡后，再充入氩气反应速率不会改变。

D、3min前v_正>v_逆，3min后v_正<v_逆。

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随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入lmol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H = —49.0kJ／mo1．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

（1）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=　　　　　　　 mol/（L·min）

（2）该反应的平衡常数为　　　　　　　　 。

（3）下列措施中能使n（CH3OH）／n（CO2）增大的是　　　　　　　 。

A．升高温度　　　　　　　　　　　 B．充入He（g），使体系压强增大

C．将H2O(g)从体系中分离　　　 D．再充入lmol CO2和3mol H2

（4）已知在常温常压下：

①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g） △H= —1275.6kJ/mol

②H2O（g）=H2O（1）　 △H= —44.0kJ/mol

则甲醇的燃烧热化学方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

（5）如果燃烧甲醇会造成大量化学能损失，如果以甲醇和空气为原料，以氢氧化钠为电解质溶液设计成原电池将有很多优点，请书写出该电池的负极反应：___________________

（6）常温下，某水溶液M中存在的离子有：Na+、A—、H+、OH—。若该溶液M由 pH=3的HA溶液mL与pH=11的NaOH溶液mL混合反应而得，则下列说法中正确的是　 __。

A．若溶液M呈中性，则溶液M中c（H+）+c（OH—）=2×10—7mol·L-1

B．若V1=V2，则溶液M的pH一定等于7

C．若溶液M呈酸性，则V1一定大于V2

D．若溶液M呈碱性，则V1一定小于V2

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（10分）．随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了各国的普遍重视。

⑴目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：

CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g) △H＝－49.0kJ/mol

测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

(1)从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)＝___________mol/(L·min)。

(2)该条件下的平衡常数为__________________。

(3)下列措施中能使n(CH₃OH)／n(CO₂)增大的是___________。

A．升高温度                  B．充入He(g)，使体系压强增大

C．将H₂O(g)从体系中分离     D．再充入1mol CO₂和3mol H₂

(4)在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO₂，还要求提供充足的O₂。某种电化学装置可实现如下转化：2 CO₂＝2 CO＋O₂，CO可用作燃料。

已知该反应的阳极反应为：4OH^――4e^―＝O₂↑＋2H₂O

则阴极反应式为：________________________________。

有人提出，可以设计反应2CO＝2C＋O₂来消除CO的污染。请你判断是否可行并说出理由：__________________________________________。

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、随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了普遍的重视。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)

下图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ·mol-1）的变化。该反应是　　　　 （填“吸热”或“放热”）反应。

（2）某温度下，若将6mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化的曲线如下图实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）。

①在反应进行的0～1min内，该反应的平均速率v(H2)＝　　　　　　　　　　　　　 。

②如果改变影响化学平衡的一个因素（如：温度、浓度、压强），反应将向着能够减弱这种改变的方向进行（如增大H2的浓度，反应向右进行以减弱外界条件增大H2的浓度的影响）直至达到新的平衡。若上述反应体系不改变反应物的物质的量，仅分别改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I改变的实验条件是　　 　　　　　　 　　 ，曲线Ⅱ改变的实验条件是　　　　　　 　　 　　 。

（3）下列各项中，不能够说明CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是　　　　　　　 （单选）。

A．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化

B．一定条件下，CH3OH消耗的速率和CH3OH生成的速率相等

C．一定条件下，H2O(g)的浓度保持不变

D．一定条件下，单位时间内消耗1 mol CO2，同时生成1 mol CH3OH

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2009年12月7日至18日，气候变化峰会在丹麦首都哥本哈根召开，节能减排成为会议的重要议题．如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）． 测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．

（1）判断该反应达到平衡的标志是　　　　

A．CO2和甲醇的浓度相等　

B．CO2的百分含量保持不变

C．容器内压强保持不变　

D．容器内混合气体的密度保持不变

（2）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=　　　　 mol/（L•min），二氧化碳的转化率为　　　　 ．

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由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇, 一定条件下发生如下反应：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

（1）写出该反应的平衡常数表达式：K＝　　　　　　　　　　　　 ；已知：K(300℃)＞K(350℃)，则该反应是_______反应。（填“吸热”或“放热”）

（2）下列情况不能说明该反应一定达到平衡的是　　　　

A混合气体的平均平均相对分子质量不变　　　　　　 B混合气体的压强不变

C单位时间内生成3mol H—H键，同时生成2 mol C=O键　　

D．混合气体中 c (H2) : c (CH3OH) = 3:1

（3）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为　　　　　　　　 mol·L－1·min－1

（4）下列措施中能使（3）题中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有　　　　　　　　 。(填字母)

A升高温度　　　　　　 B加入催化剂　　　　 C将H2O(g)从体系中分离　　　　　　　　

D充入He(g)，使体系总压强增大　　　　　　     E．再充入1molCO2和3molH2

（5）若在另一个密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，保持压强不变,并使初始体积与（3）题中容器体积相等，且在相同的温度下进行反应，达到平衡时该容器中的CO2的体积百分数 ________ （3）题中的CO2的体积百分数。(填“>”或“<”或“=”)

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（9分）“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO₂是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径。

（1）下列措施中，有利于降低大气中CO₂浓度的有：________。（填字母）

a．减少化石燃料的使用           b．植树造林，增大植被面积

c．采用节能技术                 d．利用太阳能、风能

（2）将CO₂转化成有机物可有效实现碳循环。CO₂转化成有机物的例子很多，如：

a．6CO₂ + 6H₂OC₆H₁₂O₆+6O₂   b．CO₂ + 3H₂CH₃OH +H₂O

c．CO₂ + CH₄CH₃COOH         d．2CO₂ + 6H₂CH₂==CH₂ + 4H₂O

以上反应中，最节能的是________，原子利用率最高的是________。

（3）文献报道某课题组利用CO₂催化氢化制甲烷的研究过程如下：

反应结束后，气体中检测到CH₄和H₂，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe₃O₄。CH₄、HCOOH、H₂的产量和镍粉用量的关系如下图所示（仅改变镍粉用量，其他条件不变）：

研究人员根据实验结果得出结论：

HCOOH是CO₂转化为CH₄的中间体，即：CO₂HCOOHCH₄

①写出产生H₂的反应方程式________。

②由图可知，镍粉是________。（填字母）

a．反应Ⅰ的催化剂     b．反应Ⅱ的催化剂   c．反应Ⅰ、Ⅱ的催化剂     d．不是催化剂

③当镍粉用量从1 mmol增加到10 mmol，反应速率的变化情况是________。（填字母）

a．反应Ⅰ的速率增加，反应Ⅱ的速率不变

b．反应Ⅰ的速率不变，反应Ⅱ的速率增加

c．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均不变

d．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅰ的速率增加得快

e．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅱ的速率增加得快

f．反应Ⅰ的速率减小，反应Ⅱ的速率增加

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“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。

（1）下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有________（填字母）。

a．减少化石燃料的使用

b．植树造林，增大植被面积

c．采用节能技术

d．利用太阳能、风能

（2）将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如：

a．6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2

b．CO2＋3H2CH3OH＋H2O

c．CO2＋CH4CH3COOH

d．2CO2＋6H2CH2=CH2＋4H2O

以上反应中，最节能的是____________，原子利用率最高的是_________。

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“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，CO2的综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。

（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(1)　　　 △H1=akJ•mol-1

H2(g)+O2(g) = H2O(1)　　　　　　　　　　　 △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）CO2催化加氢也能合成低碳烯烃： 2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4 H2O (g)，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图1所示，曲线b表示的物质为_______________ （写化学式）。

（3）CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。

反应 A：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

反应B：CO2(g)+ H2(g)CO(g)+H2O(g)

控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图2所示。

① 由图2可知温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是__________________。

② 由图2可知获取CH3OH最适宜的温度是________________，下列措施有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的措施有__________________。

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

（4）在催化剂表面通过施加电压可将溶解在水中的二氧化碳直接转化为乙醇，则生成乙醇的电极反应式为______________________________________________________。

（5）由CO2制取C的太阳能工艺如图3所示。“热分解系统”发生的反应为：2Fe3O46FeO+O2↑ ，每分解1mol Fe3O4转移电子的物质的量为_____________；“重整系统”发生反应的化学方程式为_____________________________________________。

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