资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。（1）有科学家...

资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。

（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式如下：6 FeO（s） + CO2（g） ＝ 2 Fe3O4（s） + C（s）　 ΔH＝－76.0 kJ/mol，该反应中每放出38 kJ热量，转移电子的物质的量为　　　 　　 mol。

（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）ΔH＜0

①向一容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2 mol/L，H2 0.8 mol/L， CH4 0.8 mol/L，H2O 1.6 mol/L，起始充CO2和H2的物质的量分别为　　　　　　　　 、　　　　　　　 ，CO2的平衡转化率为　　　　　　　　 。

②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、II，在I中充入1 mol CO2和4 mol H2，在II中充入1 mol CH4和2 mol H2O（g），300℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是　　　　　　　　 。

A．容器I、II中正反应速率相同

B．容器I、II中CH4的物质的量分数相同

C．容器I中CO2的物质的量比容器II中的多

D．容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1

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(15分)资源化利用CO2不仅可以减少温室气体的排放，还可以重新获得燃料或重要工业产品。

（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式为：6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)　 △H＝-76.0kJ/mol，该反应中每生成1mol Fe3O4，转移电子的数目为　　　　　　　　 。

（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应为：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　 △H<0

①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol/L, H2 0.8 mol/L, CH4 0.8 mol/L, H2O 1.6 mol/L。起始充入CO2和H2的物质的量分别为　　　 、　　　　 。CO2的平衡转化率为　　　　 。

②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ，在Ⅰ中充入1mol CO2和4molH2，在Ⅱ中充入1mol CH4和2molH2O(g)，300℃开始反应，达到平衡时，下列说法正确的是（　　　 ）（填字母）。

A、容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同

B、容器Ⅰ、Ⅱ中反应的平衡常数相同

C、容器Ⅰ中CO2的物质的量比容器Ⅱ中的多

D、容器Ⅰ中CO2的转化率与容器Ⅱ中CH4的转化率之和小于1

（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如下图所示：

①上述生产过程的能量转化方式是　　　　　　　　　　　　　　 、　　　　　　　　　　　　　　 。

②上述电解反应在温度小于900℃时进行，碳酸钙分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，阴极电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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燃煤技术的改进，有助于合理控制温室效应、环境污染，并能进行资源化利用，还可重新获得燃料或重要工业产品。工业上以煤和水为原料通过一系列转化变为清洁能源氢气和工业原料甲醇。

（1）若碳的燃烧热为393.5kJ·mol-1，氢气的燃烧热为285.8kJ·mol-1。已知反应

C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g) △H＞0，能否求出该反应的△H_______（填“能”或“不能”）。若能则求出其△H（若不能请说明理由）：_____________________。

（2）工业上也可以仅利用上述反应得到的CO2和H2进一步合成甲醇，反应方程式为：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g） △H＜0

①工业生产过程中CO2和H2的转化率________（填“前者大”、“后者大”、“一样大”或“无法判断”），为了提高甲醇的产率可以采取的措施是____________、____________（填两点）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。

i．用H2表示0-3min内该反应的平均反应速率______________。

ii．该温度下的平衡常数为__________________。10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，此时V正 _________V逆（填“＞”、“＜”或“＝”）。

iii．对于基元反应aA+bBcC+dD而言，其某一时刻的瞬时速率计算公式如下：正反应速率为V正=k正·c(A)a·c(B)b ；逆反应速率为V逆=k逆·c(C)c·c(D)d，其中k正、k逆为速率常数。若将上述反应视为基元反应则在上述条件下k逆∶k正=_________。反应进行到第3 min时V正 ：V逆 ＝________。

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CO、CO2是火力发电厂释放出的主要尾气，为减少对环境造成的影响，发电厂试图采用以下方法将其资源化利用，重新获得燃料或重要工业产品。

（1）CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气（COCl2）。某温度下，向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2，在催化剂的作用下发生反应：CO（g）+Cl2（g） COCl2（g）ΔH=a kJ/mol反应过程中测定的部分数据如下表:

①反应0～2min末的平均速率v（COCl2）=__________mol/（L·min）。

②在2min～4min间，v正（Cl2）______v逆（Cl2）（填“＞”、“=”或“＜”），该温度下K=______。

③已知X、L可分别代表温度或压强，下图表示L一定时，CO的转化率随X的变化关系。

X代表的物理量是__________；a_________0（填“＞”，“=”，“＜”）。

（2）在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体：2CO（g）＋2NO（g）2CO2（g）＋N2（g） ΔH=－748 kJ·mol-1

①一定条件下，单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。温度高于710K时，随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是____________________。

②已知：测定空气中NO和CO含量常用的方法有两种，方法1：电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示，则工作电极的反应式为______________________；方法2：氧化还原滴定法。用H2O2溶液吸收尾气，将氮氧化物转化为强酸，用酸碱中和滴定法测定强酸浓度。写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式_______________。

（3）用CO和H2可以制备甲醇，反应为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池（电极材料为惰性电极）若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8mol，当有0.5mol甲醇参与反应时，电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是_______________。

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CO、CO2是火力发电厂释放出的主要尾气，为减少对环境造成的影响，发电厂试图采用以下方法将其资源化利用，重新获得燃料或重要工业产品。

（1）CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气（COCl2）。某温度下，向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2，在催化剂的作用下发生反应：CO（g） +Cl2（g） COCl2（g） ΔH = a kJ/mol反应过程中测定的部分数据如下表:

①反应0～2min末的平均速率v（COCl2）=__________mol/（L·min）。

②在2min～4min间，v（Cl2）正______v（Cl2）逆 （填“>”、“=”或“<”）， 该温度下K =______。

③已知X、L可分别代表温度或压强，下图表示L一定时，CO的 转化率随X的变化关系。

X代表的物理量是__________；a_________0 （填“>”，“=”，“<”）。

（2）在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体：2CO（g）＋2NO（g）2CO2 （g）＋N2 （g） ΔH=－748 kJ·mol-1

①一定条件下，单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。温度高于710K时，随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是____________________。

②已知：测定空气中NO和CO含量常用的方法有两种，方法1：电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示，则工作电极的反应式为______________________；方法2：氧化还原滴定法。用H2O2溶液吸收尾气，将氮氧化物转化为强酸，用酸碱中和滴定法测定强酸浓度。写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式_______________。

（3）用CO和H2可以制备甲醇，反应为CO（g）+2H2（g） CH3OH（g），以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池（电极材料为惰性电极）若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8mol，当有0.5mol甲醇参与反应时，电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是_______________。

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固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H＝－49.0 kJ·mol－1

某科学实验将6molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如下图所示（实线）。

（1）a点正反应速率___________（填大于、等于或小于）逆反应速率。

（2）下列时间段平均反应速率最大的是__________，最小的是______。

A．0～1min　　　 B．1～3min　　　

C．3～8min　　　 D．8～11min

（3）求平衡时氢气的转化率和该条件下反应的平衡常数K。（写出计算过程）

（4）仅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对应的实验条件改变是___________，曲线II对应的实验条件改变是___________。

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（8分）过度排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源。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1 L固定体积的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 ΔH>0，

经测得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，CO2的平均反应速率v(CO2)=　　　　　　　　　　　　　　 ；

（2）该反应的平衡常数表达式K =　　　　　　　　 ；

（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是　　　　　　 （多选扣分）

a．容器中压强不变　　　　　　　　　　　 b．v正(H2)＝v逆(H2O)

c．混合气体中c(H2O)不变　　　　　　　 d．c(CO2)＝c(CH3OH)

（4）下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是　　　　　 （填字母）。

a．升高温度　　　　　　　　　　　　　　　 b．将CH3OH(g)及时液化抽出

c．选择高效催化剂　　　　　　　　　　　 d．再充入H2O(g)

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过度排放CO₂会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO₂转化为可利用的

资源。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1 L固定体积的密闭容器中，充入1 mol CO₂和3 mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)

CH₃OH(g)+H₂O(g)   ΔH>0，经测得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，CO₂的平均反应速率v(CO₂)=________；

(2)该反应的平衡常数表达式K=________；

(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________（多选扣分）；

a．容器中压强不变                  b．v正(H₂)＝v逆(H₂O)

c．混合气体中c(H₂O)不变        d．c(CO₂)＝c(CH₃OH)

(4)下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________（填字母）。

a．升高温度                   b．将CH₃OH(g)及时液化抽出

c．选择高效催化剂             d．再充入H₂O(g)

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天然气是一种清洁的化石燃料，也是引起温室效应的一种物质。天然气的综合利用对节能减排、高效利用能源、减少二氧化碳排放有重大意义。作为化工原料，合成甲醇是天然气综合利用的重要途径。

CH4(g)+ CO2(g) 2CO(g)+ 2H2(g)△H=+247.3 kJ·mol—1　 　①

CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　 △H=+206.2 kJ·mol—1　　 ②

Ⅰ、合成甲醇的主要反应为：2H2(g)+ CO(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ·mol—1　

(1)该反应熵变△S________0(填“＞、＝或＜”)，该反应在______(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。

(2)生产过程中，合成气要循环，其目的是：________________________________。

(3)T℃下此反应的平衡常数为160。某时刻测得各组分的浓度如下，比较此时正、逆反应速率的大小：υ(正)________υ(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)

(4)在恒温恒容条件下，充入一定量的H2和CO，发生上述反应，则该反应达到平衡状态的标志有（__________________）

A.混合气体的密度保持不变　　　 B.混合气体的总压强保持不变

C.甲醇的浓度保持不变　　　　　　 D.υ正(H2)= υ逆(CH3OH)

(5)在恒温恒容条件下，要提高反应2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g)中CO的转化率，可以采取的措施是（______________）

A.升温　　　　　　　　　　 B.加入催化剂　　　　　　 C.增加CO的浓度

D.增加H2的浓度　　　　 E.充入惰性气体　　　　　 F.分离出甲醇

Ⅱ、合成甲醇的另一反应为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　 △H＝－akJ·mol－1(a＞0)。

在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 molCO2和3mol H2，发生上述反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

(6)下列措施中能使n(CH3OH )/n(CO2 )增大的是______(填编号)。

A.升高温度　　

B.恒温恒容下充入He(g)

C.将H2O(g)从体系中分离　　

D.恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2

(7)经计算该温度下此反应的平衡常数K=0.20　 L2·mol—2。若改变条件_________(填选项)，可使K＝1。

A.增大压强　　 B.增大反应物浓度　　　　 C.降低温度　

D.升高温度　 E.加入催化剂

(8)10min内，用H2表示的该反应的化学反应速率为=_________mol·L—1·min—1

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