工业生产会产生大量CO2，增加了碳排放量。人们一直努力将CO2变废为宝。途径一：将CO2催...

工业生产会产生大量CO2，增加了碳排放量。人们一直努力将CO2变废为宝。

途径一：将CO2催化加氢可制取乙烯。

已知：2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) ΔH= －152kJ/mol

（1）如图所示为在体积为2L的恒容容器中，投料为1mol CO2和3mol H2时，测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响。请回答：

①计算250℃时该反应的化学平衡常数K=_______（列出计算式即可）。

②下列说法正确的是_____。

a．平衡常数大小：M＞N

b．反应物活化分子百分数大小：M＞N

c．当压强、混合气体的密度或不变时均可视为化学反应已达到平衡状态

d．其他条件不变，若不使用催化剂，则250℃时CO2的平衡转化率可能位于点M1

（2）下列措施一定可以提高平衡体系中C2H4百分含量，又能加快反应速率的是 ________。

a．升高温度　　　　　　　　　　　　　 b．缩小体积，增大压强

c．增大H2的浓度　　　　　　　　　　 d．将产物从反应体系中分离出来

途径二：以稀硫酸为电解质溶液，利用电解原理将CO2转化为乙烯。

已知：该电解池的工作原理如图所示。

（1）M极上的电极反应式为________________________；

（2）已知铅蓄电池放电时发生的反应为：PbO2+ Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O。若铅蓄电池中消耗1molH2SO4，理论上能产生标准状况下C2H4____________L（结果保留两位小数）。

（3）反应一段时间后，停止通电并撤掉交换膜使溶液充分混合。此时和电解前相比，硫酸溶液的pH____________（选填“变大”、“变小”或“不变” ）。

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乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)　　 ΔH<0

(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的ΔH=_________kJ·mol1。(用含a、b的式子表示)

(2)几种化学键的键能如表所示，实验测得上述反应的ΔH= −152 kJ·mol1，则表中的x=___________。

(3)向1 L恒容密闭容器中通入1 mol CO2和n mol H2，在一定条件下发生上述反应，测得CO2的转化率α(CO2)与反应温度、投料比X[ n(H2)/n(CO2 )]的关系如图所示。

①X1_________(填“>”、“<”或“=”，下同)X2；

②平衡常数KA_______KB，KB________KC；

③若B点时X=3，则平衡常数KB=_____________(代入数据列出算式即可)；

④下列措施能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的是（__________）

a．升高温度　　 b．加入催化剂　　 c．增大投料比X　　　　 d．将产物从反应体系中分离出来

(4)以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则N极上的电极反应式为：_______________；该电解池中所发生的总反应的化学方程式为：__________________。

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低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请你结合下列有关图示和所学知识回答：

I．用CO2催化加氢可以制取乙烯：CO2（g）+3H2（g）1/2C2H4（g）+2H2O（g）。

(l)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应△H =___________（用含a、b的式子表示）；又知：相关化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的△H =-152 kJ/mol，则表中的x= ___。

(2)以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则M极上的电极反应式为____。

II．用CO2催化加氢还可以制取二甲醚：2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H =-122.5kJ/mol，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。

(3)图中T1、T2分别表示反应温度，判断T1、T2大小关系的依据是____；图中A、B、C三点对应的平衡常数分别为KA、KB、Kc，其三者大小的关系是____。

(4)T1温度下，将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中，经过5min反应达到平衡，则0～5min内的平均反应速率υ(H2)=_______，平衡常数K=__（列出计算式即可）。

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低碳经济成为人们一种新的生活理念。二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请你结合所学知识回答：

（1）①用CO2催化加氢可制取乙烯：CO2（g）+3H2（g）1/2C2H4（g）+ 2H2O（g），若　 该反应体系的能量随反应过程变化关系如下图所示， 则该反应的△H =______（用含a、b的式子表示）。

已知：几种化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的△H=-152kJ•mol﹣1，则表中的x=___________。

② 以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如下图所示。则N极上的电极反应式为____________；该电解池中所发生的总反应的化学方程式为__________。

（2）用CO2催化加氢可以制取乙醚的反应如下：2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+ 3H2O（g） △H=﹣122.5 kJ•mol﹣1，某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如下图所示。

①T1_______T2（填“<”、“=”或“>”），判断理由是__________________________。

②T1温度下，将6 mol CO2和12mol H2充入2 L的密闭容器中，经过5 min反应达到平衡，则0～ 5 min内的平均反应速率υ（CH3OCH3）=______。

③一定条件下，上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是______（填标号）。

A．逆反应速率先增大后减小　　　　　　 B．容器中 c（H2）/c（CO2）的比值减小　　

C．H2的转化率增大

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大量排放氮的氧化物会产生酸雨、光化学烟雾等环境问题。工业上处理氮的氧化物途径有多种:

Ⅰ.碱吸祛。利用纯碱溶液吸收NO、NO2,发生的反应有:

2NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2,NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2

用一定量纯碱溶被吸收NO、NO2恰好完全反应得到吸收溶液。

（1）向吸收溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，氧化产物为NO3-，写出离子方程式__________

Ⅱ.天然气还原法。

CH4催化还原NO、NO2的热化学方程式如下:

①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)   ΔH1=-574k]/mol

②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  ΔH2=-1160kJ/mol

（2）4NO(g)=N2(g)+2NO2(g)  ΔH=_________

（3）上述物质NaNO2、NO、CO2中含有共同的化学键的类型是_______

Ⅲ.活性炭还原法。

在VL恒容密闭容器中加入足量的活性炭和一定量NO,恒温(T1)条件下发生反应生成Q、P(均为无污染物质)。测得物质的量与时间关系如表所示:

（4）在T1温度下,NO的平衡转化率为_______;平衡常数K为_________(用分数表示)。

（5）30min后，将温度升高至T2达到平衡时,容器中NO、Q、P的浓度之比为3：1：1,则该反应的正反应ΔH_____0(填“>”“<”或“=”)。在T2温度达到平衡之后，再向容器中充入少量NO,则NO的平衡转化率将_____________“变大”“不变”“变小”)。

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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___。

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乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯：CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)　　 ΔH＜0

（1）若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的△H=__kJ/mol。（用含a、b的式子表示）

（2）几种化学键的键能如表所示，实验测得上述反应的△H=-76kJ/mol，则表中的x=__。

（3）向1L恒容密闭容器中通入1molCO2和nmolH2，在一定条件下发生上述反应，测得CO2的转化率α（CO2）与反应温度T、压强P的关系如图所示。

①P1___P2（填“>”、“<”或“=”，下同）。

②平衡常数KB__KC。

③若B点时投料比=3，则平衡常数KB=__（代入数据列出算式即可，不用化简）。

④其他条件不变时，能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的措施是___。

A．将产物从体系不断分离出去　　　 B．给体系升温

C．给体系加压　　　　　　　　　　　　 D．增大H2的浓度

（4）①以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则M极上的电极反应式为___。

②已知乙烯也能做燃料电池，当消耗标况下2.24L乙烯时，导线中转移电子的数目为__。

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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________。

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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____。

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CO2的资源化利用一直是化学家们关注的重要课题，中科院大连化学物理研究所设计了一种新型多功能复合催化剂，成功地实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油：(反应①)，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

(1)已知氢气的燃烧热为，若要利用的燃烧热求a的值，则还需要知道一个反应的，该反应是________________________________。反应①在一定条件下具有自发性，则a_______________0(填“>”或“<”)。

(2)向某密闭容器中按一定投料比充入、，控制条件使其发生反应：。测得的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图1所示：

则X表示______________，___________(填“>”或“<”)。欲提高的平衡转化率并提高单位时间内的产量，可采取的措施是______________________(填两种)。

(3)控制一定温度、催化剂，按不同投料比将反应物通入到某密闭容器中，测得平衡时的百分含量与投料比之间的关系如图2所示，则____________。

(4)在钌-铑双金属催化剂的作用下，CH3OH、CO2、H2可高效地转化为乙酸，反应方程式为。一定温度下，向某刚性容器中通入等物质的量的三种原料气，测得体系中的总压强与时间的关系如下表所示：

则反应开始到达到平衡的过程中，____________________________。

(5)碳捕捉技术的发展也有利于CO2在资源应用方面得到充分利用。常温下，若某次用NaOH溶液捕捉空气中的CO2所得溶液的pH=10，并测得溶液中，则_____________。

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