化学--物质结构与性质I、为减少温室效应，科学家设计反应：CO2+4H2→CH4+2H2O... - 新题库

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化学--物质结构与性质
I、为减少温室效应，科学家设计反应：CO₂+4H₂→CH₄+2H₂O以减小空气中CO₂．
（1）若有1mol CH₄生成，则有______molσ键和______molπ键断裂．
（2）CH₄失去H^-（氢负离子）形成CH⁺₃（甲基正离子）．已知CH⁺₃的空间结构是平面正三角形，则CH⁺₃中碳原子的杂化方式为______．
Ⅱ、金属原子与CO形成的配合物称为金属羰基配合物（如羰基铁）．形成配合物时，每个CO提供一对电子与金属原子形成配位键，且金属原子的价电子和CO提供的电子总和等于18．
（3）金属羰基配合物中，微粒间作用力有______（填字母代号）
a、离子键 b、共价键 c、配位键 d、金属键
（4）羰基铁是一种黄色油状液体，熔点-21℃、沸点102.8℃．由此推测，固体羰基铁更接近于______（填晶体类型）．若用Fe（CO）x表示羰基铁的化学式，则x=______．
III．研究表明，对于中心离子为Hg⁺等阳离子的配合物，若配位体给出电子能力越强：则配位体与中心离子形成的配位键就越强，配合物也就越稳定．
（5）预测HgCl²₄与HgI^2-₄的稳定性强弱，并从元素电负性的角度加以解释．
答：HgCl^2-₄比HgI^2-₄更______（填“稳定”或“不稳定”），因为______．

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化学--物质结构与性质
I、为减少温室效应，科学家设计反应：CO₂+4H₂→CH₄+2H₂O以减小空气中CO₂．
（1）若有1mol CH₄生成，则有______molσ键和______molπ键断裂．
（2）CH₄失去H^-（氢负离子）形成CH⁺₃（甲基正离子）．已知CH⁺₃的空间结构是平面正三角形，则CH⁺₃中碳原子的杂化方式为______．
Ⅱ、金属原子与CO形成的配合物称为金属羰基配合物（如羰基铁）．形成配合物时，每个CO提供一对电子与金属原子形成配位键，且金属原子的价电子和CO提供的电子总和等于18．
（3）金属羰基配合物中，微粒间作用力有______（填字母代号）
a、离子键 b、共价键 c、配位键 d、金属键
（4）羰基铁是一种黄色油状液体，熔点-21℃、沸点102.8℃．由此推测，固体羰基铁更接近于______（填晶体类型）．若用Fe（CO）x表示羰基铁的化学式，则x=______．
III．研究表明，对于中心离子为Hg⁺等阳离子的配合物，若配位体给出电子能力越强：则配位体与中心离子形成的配位键就越强，配合物也就越稳定．
（5）预测HgCl²₄与HgI^2-₄的稳定性强弱，并从元素电负性的角度加以解释．
答：HgCl^2-₄比HgI^2-₄更______（填“稳定”或“不稳定”），因为______．
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捕集CO2的技术对解决全球温室效应意义重大。目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，涉及的化学反应如下：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)+Q（Q＞0）
完成下列填空：
（1）该反应的平衡常数表达式为________________________________。如果改变某种条件，平衡向正反应方向移动，则平衡常数________（填写编号）。
a、一定增大　　　　　 b、一定减小　　　 c、可能增大　　　　 d、可能减小　　　 e、可能不变
（2）为了提高CO2的捕获百分率，可采取的措施是____________________。（任写一条）
（3）向2L某密闭容器充入1mol CO2和4mol H2，一定条件下发生上述反应。5min末测得气体的物质的量减少了20%，则0～5min内CO2的平均反应速率为_______________。CO2还可应用于纯碱工业。工业生产纯碱的过程中，向饱和的氨化食盐水中通入足量CO2的生产环节又被称为“碳酸化”。
（4）碳酸化时产生的现象是____________________________。碳酸化过程中，溶液中c(CO32-)的变化情况为____________________。
（5）碳酸化后过滤，留在滤液中的阳离子主要有_______________（填写化学式）。简述检验滤液中Cl- 离子的实验操作。________________________________

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CO2是引起“温室效应”的主要物质，CO2的甲烷化可以实现其循环利用。
甲烷化过程中，可能发生如下反应:
I. CO2 (g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　　　 △H1
II. CO2 (g)+4H2(g) CO(g)+2H2O(g)　　　 △H2
已知反应II中相关的化学键键能数据如下:

化学键

H—H

C=O

CO

H—O

E/(kJ·mol-1)

436

750

1076

463

由此计算△H2=_________________。
(2)在常压、催化剂条件下，将CO2 和H2 (体积比为1:4，总物质的量为m mol)置于密闭容器中，发生反应I和II。测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)
①由图1和图2可知，△H1___0(填“>”或“<”)，____________可影响催化剂的选择性。
②由图1可知CO2的转化率呈现先升高后降低的变化趋势，其原因是________________________________。
③下列措施能提高CO2平衡转化率的是__________(填标号)
A.提高原料气中H2所占比例 B.适当增大压强 C.升高温度 D.增大催化剂的比表面积　 E.前段加热，后段冷却
④350℃时，反应在t1时刻达到平衡，平衡时容器体积为VL，该温度下反应I的平衡常数为_____(用m、V表示)。
⑤550℃时，反应在t2时刻达到平衡，此时容器中H2O(g)的物质的量为__mol(用m表示)
(3)CO2与NaOH溶液反应得到Na2CO3溶液。电解Na2CO3溶液的原理如图所示，阳极的电极反应式为______________________________________。

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CO2是引起“温室效应”的主要物质，CO2的甲烷化可以实现其循环利用。
甲烷化过程中，可能发生如下反应:
I. CO2 (g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　　　 △H1
II. CO2 (g)+4H2(g) CO(g)+2H2O(g)　　　 △H2
已知反应II中相关的化学键键能数据如下:

化学键

H—H

C=O

CO

H—O

E/(kJ·mol-1)

436

750

1076

463

由此计算△H2=_________________。
(2)在常压、催化剂条件下，将CO2 和H2 (体积比为1:4，总物质的量为m mol)置于密闭容器中，发生反应I和II。测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)
①由图1和图2可知，△H1___0(填“>”或“<”)，____________可影响催化剂的选择性。
②由图1可知CO2的转化率呈现先升高后降低的变化趋势，其原因是________________________________。
③下列措施能提高CO2平衡转化率的是__________(填标号)
A.提高原料气中H2所占比例 B.适当增大压强 C.升高温度 D.增大催化剂的比表面积　 E.前段加热，后段冷却
④350℃时，反应在t1时刻达到平衡，平衡时容器体积为VL，该温度下反应I的平衡常数为_____(用m、V表示)。
⑤550℃时，反应在t2时刻达到平衡，此时容器中H2O(g)的物质的量为__mol(用m表示)
(3)CO2与NaOH溶液反应得到Na2CO3溶液。电解Na2CO3溶液的原理如图所示，阳极的电极反应式为______________________________________。

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对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。
I．在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：
主反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)
副反应：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)
（1）工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是____________。
（2）T℃时，若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应，结果如图所示。若a、b表示反应物的转化率，则表示H2转化率的是____________，c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数，由图可知=____________时，甲烷产率最高。
Ⅱ．CO2加氢合成低碳烯烃的技术在节能减排等方面具有重要意义，由CO2和H2合成CH3OH的反应如下：CO(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H，在10L的恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2，在不同条件下发生上述反应，测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示。
（3）判断P1____________P2 (填“大于”、“小于”或“等于”）
说明理由_____________________________________。
（4）经测定Q点时容器的压强是反应前压强的9/10，若反应从开始到平衡所需的时间为5min，则0〜5min内H2的反应速率v(H2)=____________。

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对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。
I．在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：
主反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)　　 △H1①
副反应：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)　　 △H2=+41.2kJ/mol
已知H2和CH4的燃烧热分别为-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g)　　 △H=＋44 kJ·mol-1
（1）△H1=______kJ·mo l-1。
（2）有利于提高CH4平衡产率的反应条件是（至少写两条）_________。工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是_____________。
（3）T℃时，若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应，结果如图所示。若a、b表示反应物的转化率，则表示H2转化率的是______，c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数，由图可知=______时，甲烷产率最高。若该条件下CO的产率趋于0，则T℃时①的平衡常数K=________。
II.溶于海水的CO295%以HCO3-形式存在。在海洋中，通过如下左图钙化作用实现碳自净。
（4）写出写出钙化作用的离子方程式____________。
（5）电解完成后，a室的pH值______（“变大”、“变小”或“几乎不变”)；其间b室发生反应的离子方程式为____________。

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对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。
I.在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：主反应：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) △H1①副反应：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol ,己知 H2和CH4 的燃烧热分别为-285.5kJ•mol-1和-890.0kJ•mol-1,H2O(l)= H2O(g)　　 △H=+44 kJ•mol-1
(1)△H3=_____kJ • mol-1。
(2)有利于提高CH4平衡产率的反应条件是（至少写两条）__________。工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是___________。
(3)T℃时，若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5mol的H2 和CO2以不同的投料比进行反应，结果如图所示。若a、b表示反应物的转化率，则表示H2转化率是_______，c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的休积分数，由图可知n(H2)/ n(CO2)=_____时，甲烷产率最高。若该条件CO的产率趋于0，则T℃时①的平衡常数K=______。
II.溶于海水的CO2 95%以HCO3-形式存在。在海洋中，通过如下左图钙化作用实现碳自净。
(4)写出写出钙化作用的离子方程式_________________________。
(5)电解完成后，a室的pH值_____(“变大”、“变小”或“几乎不变”)；其间b室发生反应的离子方程式为________。

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对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。
I．在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：
主反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)　　 △H1①
副反应：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)　　 △H2=+41.2kJ/mol
已知H2和CH4的燃烧热分别为-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g)　　 △H=＋44 kJ·mol-1
（1）△H1=______kJ·mo l-1。
（2）有利于提高CH4平衡产率的反应条件是（至少写两条）_________。工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是_____________。
（3）T℃时，若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应，结果如图所示。若a、b表示反应物的转化率，则表示H2转化率的是______，c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数，由图可知=______时，甲烷产率最高。若该条件下CO的产率趋于0，则T℃时①的平衡常数K=________。
II.溶于海水的CO295%以HCO3-形式存在。在海洋中，通过如下左图钙化作用实现碳自净。
（4）写出写出钙化作用的离子方程式____________。
（5）电解完成后，a室的pH值______（“变大”、“变小”或“几乎不变”)；其间b室发生反应的离子方程式为____________。

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对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。
Ⅰ.在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：
主反应：CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1①
副反应：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol－1
已知：H2和CH4的燃烧热分别为285.5 kJ·mol－1和890.0 kJ·mol－1，H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1。
(1)ΔH1＝________ kJ·mol－1。
(2)有利于提高CH4产率的反应条件是(至少写两条)______________________________工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是________________________________。
(3)T℃时，若在体积恒为2 L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5 mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应，结果如图1所示。若a、b表示反应物的平衡转化率，则表示H2平衡转化率的是________，c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数，由图1可知＝________时，甲烷产率最高。若该条件下CO的产率趋于0，则T℃时①的平衡常数K＝___________________。
Ⅱ.溶于海水的CO2 95%以HCO3-形式存在。
在海洋中，通过图2钙化作用实现碳自净。
(4)写出钙化作用的离子方程式________________。
(5)电解完成后，a室的pH________(填“变大”、“变小”或“几乎不变”)；b室发生反应的离子方程式为________________________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
捕集CO2的技术对解决全球室效应意又重大。目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，涉及的化学反应如：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)+Q（Q>0），完成下列填空：
（1）该反应的平衡常数表达式为_______________________________。如果改变某种条件，平衡向正反应方向移动。则平衡常数K值___________（填写编号）。
a．一定增大　　　　 b．一定减小　　　　 c．可能增大　　　　 d．可能减小　　　　 e．可能不变
（2）为了提高CO2的捕获百分率又能加快反应速率的措施是___________________（任写一条）。
（3）向2L某密闭容器充入1mol CO2和4mol H2，一定条件下发生上述反应，5min末测得气体的物质的量减少了20%，则0-5min内CO2的平均反应速率为_________________。CO2还可应用于纯碱工业，工业生产纯碱的过程中，向饱和的氨化食盐水中通入足量CO2的生产环节又被称为“碳酸化”。
（4）碳酸化时产生的现象是______________________________________________________。碳酸化过程中，溶液中c(CO32-)的变化情况为_____________________________________。
（5）碳酸化后过滤，留在滤液中的阳离子主要有_______________（填写化学式）。简述检验滤液中Cl-离子的实验操作:________________________________________________________。

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