高三化学解答题中等难度题
捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH3 (l)+ H2O (l)+ CO2 (g)(NH4)2CO3 (aq) △H1
反应Ⅱ:NH3 (l)+ H2O (l)+ CO2 (g)NH4HCO3 (aq) △H2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3 (aq) + H2O (l)+ CO2 (g)2NH4HCO3 (aq) △H3
请回答下列问题:
(1)△H1与△H2、△H3之间的关系是:△H3= 。
(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2气体效率的影响,在温度为T1 、T2、T3、T4、T5的条件下,将等体积等浓度的(NH4)2CO3溶液分别置于等体积的密闭容器中,并充入等量的CO2气体,经过相同时间测得容器中CO2气体的浓度,得趋势图(下图1)。则:
①△H3______0 (填“>”、“=”或“<”)。
②温度高于T3,不利于CO2的捕获,原因是 。
③反应Ⅲ在温度为K1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如下图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到K2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化趋势曲线。
(3)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有(写出1个) 。
(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是 。
A.NH4Cl B.Na2CO3 C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2
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捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。
目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) △H1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2HCO3(aq) △H2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2(NH4)2HCO3(aq) △H3
请回答下列问题:
(1)△H3与△H1、△H2之间的关系是:△H3________。
(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其它初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:
①△H3________0(填>、=或<)。
②在T1~T2及T4~T5二个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,
其原因是________。
③反应Ⅲ在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度上升到T2,并维持该温度。请在图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
(3)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有________(写出2个)。
(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是________。
A.NH4Cl B.Na2CO3
C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2
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捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq)ΔH1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq)ΔH2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq)ΔH3
请回答下列问题:
(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:
①ΔH3________0(填“>”、“=”或“<”)。
②在T1~T2及T4~T5两个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是____________________________________________________________________________。
③反应Ⅲ在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
(3)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有________________________(写出2个)。
(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是__________。
A.NH4Cl B.Na2CO3
C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2
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捕碳技术是指从空气中捕获CO2的技术。目前NH3已经被用作工业捕碳剂。下列物质中不能作为捕碳剂的是
A. B.H2NCH2CH2NH2 C.(NH4)2CO3 D.Na2CO3
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捕碳技术是指从空气中捕获CO2的技术。目前NH3已经被用作工业捕碳剂。下列物质中不能作为捕碳剂的是
A.Na2CO3 B.H2NCH2CH2NH2 C.(NH4)2CO3 D.
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捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。
在海洋碳循环中,通过右图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式:______ ______________。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。 用18O标记光合作用的化学方程式如下,将其补充完整。
__________+__________ (CH2O)x+x18O2+ xH2O)
(2)工业上常用高浓度K2CO3溶液吸收CO2得到溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,并将CO2富集,其装置如下图。在阳极区发生的反应包括_________和H++HCO3-=H2O+CO2↑。简述CO32-在阴极区再生的原理:______________。
(3)将上述富集的CO2和甲烷重整制合成气(CO和H2)是CO2资源化利用的有效途径。合成气用干制备甲醇的反应为:2H2(g) +CO (g) CH3OH(g) △H=-90.l kJ/mol
在T℃时,容积相同的甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表。
根据上表信息填空(填写“>”“< ”或“=”):
2c1_________c3;②|x|+|y|___________90.1;
③2p2_________p3;④α1+α2_________1
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捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。许多科学家认为从空气中捕获二氧化碳不仅在理论上可行,很快还会成为一个对付全球变暖的实用武器;目前 NH3和(NH4)2CO3等物质已经被用作工业捕碳剂。
(1)下列物质中不可能作为CO2捕获剂的是_________。
A.NH4Cl B.CH3CH2OH C.CaCl2 D.Na2CO3
(2)工业上用NH3捕碳可合成CO (NH2)2:已知:①标准状况下,5.6L NH3与足量CO2完全反应生成NH2CO2 NH4 (s)时放出39.8kJ的热量;②NH2CO2 NH4 (s)= CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H=+72.5 KJ·mol-1,则2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+ H2O(g)的△H=_________KJ·mol-1。
(3)用(NH4)2CO3捕碳的反应如下:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2(NH4)2HCO3(aq)。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体,保持其它初始实验条件不变,分别在不同温度下,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见下图):
①c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为V逆c ____V正d (填“>”、“=”或“<”)。
②b、c、d三点的平衡常数K b、K c、Kd 从小到大的顺序为_______(填“>”、“=”或“<”)。
③在T2~T4温度区间,容器内CO2气体浓度呈现先减小后增大的变化趋势,其原因是______________。
(4)用碱性溶液也可捕碳:在常温下,将0.04molCO2通入200mL0.2mol/L的Na2S溶液中,已知:H2CO3的电离平衡常数:K1=4.3×10—7、K2=5.6×10—11;H2S的电离平衡常数:K1=5.0×10—8、K2=1.1×10—12。回答下列问题:
①发生反应的离子方程式为___________。
②充分反应后下列关系式中正确的是 ___________。
A.c(Na+)>c(HCO3-)>c(HS-)>c(OH-)
B.(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
C.c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(H2CO3)>c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)
③计算反应后的溶液中c(H2S)c(OH-)/ c(HS-)的值为___________ 。
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二氧化碳的捕集与利用是实现温室气体减排的重要途径之一。
(1)目前工业上用的捕碳剂NH3和(NH4)2CO3,它们与CO2发生如下可逆反应:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3
则ΔH3=______________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)
(2)利用CO2制备乙烯是我国能源领域的一个重要战略方向,具体如下:
方法一:CO2催化加氢合成乙烯,其反应为:
2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
起始时按n(CO2)∶n(H2)=1∶3的投料比充入20L的恒容密闭容器中,不同温度下平衡时的H2和H2O的物质的量如图甲所示:
①下列说法正确的是________;
A.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
B.其它条件不变时,若压缩容器容积,则活化分子百分数增大,v正和v逆均增大
C.测得容器内混合气体平均分子量不随时间改变时,说明反应已达到平衡
D.使用合适的催化剂,催化剂改变反应历程,减小反应焓变,加快反应速率
②393K下,H2的平衡转化率为__________(保留三位有效数字);
③393K下,该反应达到平衡后,再向容器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投入CO2和H2则n(H2)/n(C2H4)将__________(填“变大”或“不变”或“变小”或“无法确定”);
方法二:用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图乙所示。
④b电极上的电极反应式为_________________________;
⑤该装置中使用的是_________________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
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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)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。
已知:①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H =-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H =+116.49 kJ·mol-1
③H2O(l)=H2O(g)△H =+88.0 kJ·mol-1
试写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式______________。
(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-1,H2:0.8mol·L-1,CH4:0.8mol·L-1,H2O:1.6mol·L-1,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1 molCO2,和4 molH2,在II中充入1 mol CH4和2 mol H2 O(g),300℃下开始反应。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
(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℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为___,阴极的电极反应式为______。
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