（12分）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在...

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（12分）利用光能和光催化剂，可将CO₂和H₂O(g)转化为CH₄和O₂。紫外光照射时，在不同催化剂（I,II,III）作用下，CH₄产量随光照时间的变化如图所示。

（1）在0-15小时内，CH₄的平均生成速率 vⅠ、vⅡ和v Ⅲ 从大到小的顺序为________；

反应开始后的30小时内，在第 ________种催化剂的作用下，收集的CH₄最多。

（2）将所得CH₄与H₂O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)，该反应的△H=+206 kJ•mol^-1

①在答题卡的坐标图中，画出反应过程中体系的能量变化图（进行必要的标注）

②将等物质的量的CH₄和H₂O(g)充入1L恒容密闭容器，某温度下反应达到平衡，平衡常数K=27，此时测得CO的物质的量为0.10mol，求CH₄的平衡转化率（计算结果保留两位有效数字）。

（3）已知CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)　H= -890kJ·mol^-1，现有甲烷和一氧化碳的混合气体共0.75mol，完全燃烧后生成气态二氧化碳和18g液态水，并放出515kJ热量，请写出一氧化碳燃烧的热化学方程式__________________________。

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（12分）利用光能和光催化剂，可将CO₂和H₂O(g)转化为CH₄和O₂。紫外光照射时，在不同催化剂（I,II,III）作用下，CH₄产量随光照时间的变化如图所示。
（1）在0-15小时内，CH₄的平均生成速率 vⅠ、vⅡ和v Ⅲ 从大到小的顺序为________；
反应开始后的30小时内，在第 ________种催化剂的作用下，收集的CH₄最多。
（2）将所得CH₄与H₂O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)，该反应的△H=+206 kJ•mol^-1
①在答题卡的坐标图中，画出反应过程中体系的能量变化图（进行必要的标注）
②将等物质的量的CH₄和H₂O(g)充入1L恒容密闭容器，某温度下反应达到平衡，平衡常数K=27，此时测得CO的物质的量为0.10mol，求CH₄的平衡转化率（计算结果保留两位有效数字）。
（3）已知CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)　H= -890kJ·mol^-1，现有甲烷和一氧化碳的混合气体共0.75mol，完全燃烧后生成气态二氧化碳和18g液态水，并放出515kJ热量，请写出一氧化碳燃烧的热化学方程式__________________________。

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（14分）利用光能和光催化剂，可将CO₂和H₂O(g)转化为CH₄和O₂。紫外光照射时，在不同催化剂（I,II,III）作用下，CH₄产量随光照时间的变化如图所示。
（1）在0-30小时内，CH₄的平均生成速率v_Ⅰ、v_Ⅱ和v_Ⅲ从大到小的顺序为________ ；
反应开始后的12小时内，在第________种催化剂的作用下，收集的CH₄最多。
（2）将所得CH₄与H₂O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g),该反应的ΔH=+206 kJ•mol^-1将等物质的量的CH₄和H₂O(g)充入1L恒容密闭容器，某温度下反应达到平衡，平衡常数K=27，此时测得CO的物质的量为0.10mol，求CH₄的平衡转化率（计算结果保留两位有效数字）
（3）已知：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH=－802kJ•mol^-1
写出由CO₂生成CO的热化学方程式________

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（1）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂（I,II,III）作用下，CH4产量随光照时间的变化如图:

①在0-30小时内，CH4的平均生成速率VⅠ、VⅡ和VⅢ从大到小的顺序为　　　　　　　　　；反应开始后的12小时内，在第　　　　　　　　　种催化剂的作用下，收集的CH4最多。

②将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的△H=+206 kJ•mol-1（吸热反应）

能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是（　　　　）

A．升高体系温度 B．适当提高压强　 C．及时分离出气体H2 　 D．选择高效的催化剂

（2）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2, 化学方程式如下：2NO(g) +2CO(g)2CO2(g) +N2(g)　 ΔH<0(放热反应)

为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：

时间(s)

0

1

2

3

4

5

c(NO)

(mol/L)

1.00×10-3

4.50×10－4

2.50×10－4

1.50×10－4

1.00×10－4

c(CO)

(mol/L)

3.60×10－3

3.05×10－3

2.85×10－3

2.75×10－3

2.70×10－3

请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：

①前2s内的平均反应速率υ(N2)＝　　　　　　　　　，CO的平衡转化率为____________。 (结果均保留两位有效数字）

②写出该反应的平衡常数K的表达式________________。

③假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是　　　　　　　。

A．选用更有效的催化剂　　　　　　 B．升高反应体系的温度

C．降低反应体系的温度　　　　　　 D．缩小容器的体积

高二化学填空题极难题查看答案及解析

紫外光照射时，在不同催化剂作用下，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2，CH4产量随光照时间的变化见图1。以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸，在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图2。下列有关说法中正确的是(　　)
A. 由图1知，在0～15 h内，CH4的平均生成速率从大到小的顺序：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ
B. 由图1知，在0～35 h内，CH4的平均生成速率从大到小的顺序：Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ
C. 由图2知，250 ℃时催化剂的活性最高
D. 由图2知，乙酸的生成最佳温度范围： 400 ℃以上

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关于原电池的叙述正确的是（）
A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同金属
B．在理论上可将该反应：CH₄(g)＋2O₂(g)→CO₂(g)＋H₂O(l)　ΔH＜0，设计成原电池
C．在铅、银和盐酸构成的原电池工作时，铅板上有5.175 g铅溶解，正极上就有1 120 mL(标准状况)气体析出
D．原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应

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科学家正在研究温室气体CH4、CO2的转化和利用。
（1）在Ni基催化剂的作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。
①基态Ni外围价电子中有_________对成对电子。
②CH4、CO2、H2分子中有孤对电子的是_________.
（2）一定条件下,CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体,其相关参数如下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。

参数

分子

分子直径/mm

分子与H2O的结合能(E)

CH4

0.436

16.40

CO2

0.512

y

①CO2水合物分子间存在的两种作用力是___________.
②为开采深海海底的“可燃冰”,科学家已经证明可用CO2置换CH4。已知上图中笼状结构的空腔直径为xnm,根据上述图表,从物质的结构与性质的角度分析:x_____0.512;y_______16.40。(填“>”“<"或“=”)
③写出CH4的一种等电子体: __________;SiO2与CO2是否互为等电子体?_________(填“是”或“不是”),理由是________.

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将CO2转化为 CH4，既可以减少温室气体的排放，又能得到清洁能源。已知：CO2(g)＋2H2O(g)CH4(g)＋2O2(g)　 ΔH= +802 kJ·mol-1
右图为在恒温、光照和不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ）作用下，
体积为1 L的密闭容器中n (CH4)随光照时间的变化曲线。
下列说法正确的是
A．0～16h内，v(H2O)Ⅰ=1.5mol/(L·h)
B．0~25h内，催化剂Ⅰ的催化效果比催化剂Ⅱ的效果好
C．在两种不同催化剂下，该反应的平衡常数不相等
D．反应开始后的15h内，第Ⅰ种催化剂的作用下，得到的CH4最多

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CO2和甲烷催化合成CO和H2是CO2资源化利用的有效途径。主要反应如下：
Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g）　 △H＝+247kJ/mol
（1）已知CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）　 △H＝+206 kJ/mol
写出CH4和水蒸气反应生成CO2的热化学方程式：___。
（2）在恒温、恒容的密闭容器中发生反应Ⅰ，下列选项能够说明反应Ⅰ达到平衡状态的是___。
A.混合气体的密度不变
B.混合气体的总压强不变
C.CH4、CO2、CO、H2的物质的量之比为1：1：2：2
D.2v正（H2）＝v逆（CH4）
E.混合气体的平均相对分子质量不变
（3）催化合成的温度通常维持在550﹣750℃之间，从反应速率角度分析其主要原因可能是___。
（4）将CH4与CO2各1mol充入某密闭容器中，发生反应Ⅰ。100kPa时，反应Ⅰ到达平衡时CO2的体积分数与温度的关系曲线如图所示。
①图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡CO2的体积分数，则___点对应的平衡常数最小，判断依据是___；___点对应的压强最大。
②300℃、100kPa下，该容器中反应Ⅰ经过40min达到平衡，计算反应在0﹣40 min内的平均反应速率为v（CO2）＝___mol/min（用分数表示）。

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最近科学家利用下列装置图成功地实现了CO2和H2O合成CH4。下列叙述错误的是(　　)
A. 电池工作时，实现了将太阳能转化为电能
B. 铜电极为正极，电极反应式为CO2+4e-+8H+=CH4+2H2O
C. 电池内 H+ 透过质子交换膜从左向右移动
D. 为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量稀硫酸

高二化学单选题中等难度题查看答案及解析
CO2和甲烷催化合成CO和H2是CO2资源化利用的有效途径。主要反应为
Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）　　　　 △H=+247kJ/mol
（1）已知CH4（g）+H2O（g）CO（g）+H2（g）　　　　 △H=+206kJ/mol
写出CH4和水蒸气反应生成CO2的热化学方程式_______________________________。
（2）在恒温、恒容的密闭容器中发生反应I，下列选项能够说明反应I达到平衡状态的是______。
A.混合气体的密度不变
B.混合气体的总压强不变
C.CH4、CO2、CO、H2的物质的量之比为1:1:2:2
D.3v正（H2）=v逆（CH4）
E.混合气体的平均相对分子质量不变
（3）将CH4与CO2各1mol充入某密闭容器中，发生反应I。100kPa时，反应I到达平衡时CO2的体积分数与温度的关系曲线如图所示。
①图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时CO2的体积分数，则______点对应的平衡常数最小，判断依据是______________________________；________点对应的压强最大。
②300℃，100kPa下，该容器中反应I经过40min达到平衡，计算反应在0-40min内的平均反应速率为v（CO2）=_________mol/min（结果保留两位有效数字）

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