大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,为减少其排放,需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。
(1)CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2],反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) 在合成塔中进行。下如图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料时二氧化碳转化率的情况。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值范围分别为0.6~0.7、1~1.1和1.5~1.61,则生产中应选用水碳比的数值范围为_______________。
②请推测生产中氨碳比控制在4.0左右还是控制在4.5左右比较适宜,并简述你的理由_______________。
(2)CO2与H2也可用于合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在体积可变的恒压密闭容器中,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图所示。
①该反应的化学平衡常数的表达式为_____________。
②该反应的∆S__________0,∆H_________0(填“>”或“<”)。
③700K投料比[n(H2)/n(CO2)] = 2时,H2的平衡转化率为___________________。
(3)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO2/H2O,既可高效制备合成气(CO+H2),又可实现CO2的减排,其工作原理如下如图。
①在c极上反应分两步进行:首先水电解产生氢气,然后氢气与CO2反应产生CO。写出电极c上发生的电极反应式:___________________。
②若电解得到的1:1的合成气(CO+H2),则通入的CO2和H2O物质的量比值为__________。
(4)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如图。如何解释如图中250-400℃时温度升高与乙酸的生成速率变化的关系?______________________。
高三化学简答题困难题
大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,为减少其排放,需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。
(1)CO2溶于水生成碳酸,碳酸和亚硝酸(HNO2)的电离常数如下表所示,下列事实中,能说明亚硝酸酸性比碳酸强的是(填字母代号)____________。
弱酸 | HNO2 | H2CO3 |
电离常数 | Ka=5.1×10-4 | Ka1=4.6×10-7 |
Ka2=5.6×10-11 |
A 常温下,亚硝酸电离常数比碳酸一级电离常数大
B 亚硝酸的氧化性比碳酸的氧化性强
C 亚硝酸与碳酸钠反应生成CO2
D 相同浓度的碳酸钠溶液的pH比亚硝酸钠的大
(2).CO2与NH3反应可合成尿素[化学式为CO(NH2)2],反应2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(1)+H2O(g)在合成塔中进行,图中Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三条曲线分别表示温度为T℃时,按不同氨碳比和水碳比投料时,二氧化碳平衡转化率的情况。
①曲线Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ中水碳比的数值分别为0.6~0.7,1~1.1,1.5~1.6,则生产中应选用的水碳比数值范围是____________。
②推测生产中氨碳比应控制在____________(选填“4.0”或“4.5”)左右比较适宜。
③若曲线Ⅱ中水碳比为1,初始时CO2的浓度为1mol/L,则T℃时该反应的平衡常数K=____________(保留有数数字至小数点后两位)。
(3)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化为乙酸,请写出该反应的化学方程式:____________。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如图所示。在温度为____________时,催化剂的活性最好,效率最高。请解释图中250~400℃时乙酸生成速率变化的原因:250~300℃时____________;300~400℃时____________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,为减少其排放,需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。
(1)CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2],反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) 在合成塔中进行。下如图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料时二氧化碳转化率的情况。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值范围分别为0.6~0.7、1~1.1和1.5~1.61,则生产中应选用水碳比的数值范围为_______________。
②请推测生产中氨碳比控制在4.0左右还是控制在4.5左右比较适宜,并简述你的理由_______________。
(2)CO2与H2也可用于合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在体积可变的恒压密闭容器中,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图所示。
①该反应的化学平衡常数的表达式为_____________。
②该反应的∆S__________0,∆H_________0(填“>”或“<”)。
③700K投料比[n(H2)/n(CO2)] = 2时,H2的平衡转化率为___________________。
(3)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO2/H2O,既可高效制备合成气(CO+H2),又可实现CO2的减排,其工作原理如下如图。
①在c极上反应分两步进行:首先水电解产生氢气,然后氢气与CO2反应产生CO。写出电极c上发生的电极反应式:___________________。
②若电解得到的1:1的合成气(CO+H2),则通入的CO2和H2O物质的量比值为__________。
(4)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如图。如何解释如图中250-400℃时温度升高与乙酸的生成速率变化的关系?______________________。
高三化学简答题困难题查看答案及解析
大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,为减少其排放,需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。
以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化为乙酸,请写出该反应的化学方程式:____。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如图所示。在温度为____时,催化剂的活性最好,效率最高。请解释图中250~400℃时乙酸生成速率变化的原因:250~300℃时___;300~400℃时___。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
国际气候变化经济学报告中显示,大气中CO2浓度每增加一倍,可使地表平均温度上升5∼6℃。为减少温室效应的加剧,需将工业生产中产生的CO2分离出来加以利用。回答下列问题:
(1)在500℃时,Li4SiO4与低浓度的CO2反应生成两种锂盐,待该反应达到化学反应的限度后,升温至700℃,两种锂盐反应放出高浓度的CO2,而Li4SiO4可循环利用。写出700℃时两种锂盐反应的化学方程式___。
(2)CO2与NH3反应可合成化肥。
①已知:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s) △H=-159.5kJ•mol-1
NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5kJ•mol-1
H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ•mo1-1
则CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)的△H=___kJ•mol-1
②将足量CO2通入饱和氨水中可制得碳铵(NH4HCO3)。已知室温下Kb(NH3•H2O)=1.8×10-5,Ka1(H2CO3)=4.3×10-7,则0.0.1mol•L-1NH4HCO3溶液室温下呈___ (填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
(3)在一定条件下,CO2与H2可用于合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。在体积可变的恒压密闭容器中,该反应在不同温度、不同投料比[]达平衡时CO2的转化率[α(CO2)]如图1所示。
该反应的△H___0(填“>”、“=”或“<”)。
②500K、投料比[]=3时,H2的平衡转化率为___;设总压强为P0,则化学平衡常数Kp=___(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③直接甲醇燃料电池(DMFC)具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。该电池使用合适的合金为电极,以氢氧化钠溶液、甲醇、空气为原料。写出其负极电极反应式___。
(4)在TiO2/Cu2Al2O4为催化剂时,CO2和CH4可反应生成乙酸。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如图2所示。300℃∼400℃时,影响乙酸生成速率的主要因素是___(填“温度”或“催化剂”)。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,秉承“低碳环保,绿色出行”的生活理念,CO2的综合利用也成为热门研究领域。
I.CO2可用于生产乙烯。
(1)依据图1写出CO2和H2生成C2H4和H2O(l)的热化学方程式________。
(2)以稀硫酸作电解质溶液,利用电解法将CO2转化为乙烯的装置如图2所示。M电极的电极反应式为_____,工作一段时间后,阳极室中溶液的pH_____(填“增大”“不变”或“减小”)。
Ⅱ.CO2与H2在一定条件下可生产二甲醚:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) Δ H<0
(3)在2.0L恒容密闭容器中,加入2.0molCO2和6.0molH2,恒温条件下经过5min达到平衡状态,此时的压强是起始压强的2/3
①0~5min内反应的平均速率v(H2)=____,此温度下的平衡常数K=______.
②平衡常数K(800K)______K(900K)(填“>”“=”或“<”)
(4)分别以Cat.1和Cat.2作催化剂发生该反应,反应进行相同的时间后,测得CO2的转化率a(CO2)随反应温度T的变化情况如图3所示(忽略温度对催化剂活性的影响)。
①该反应的活化能Ea(Cat.1)________Ea(Cat.2)(填“>”或“<”)。
②a、b、c、d、e五个状态中一定是平衡状态的是_______(填字母)。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致大气中CO2含量增加的是
A.燃烧煤炭供热 B.利用风力发电 C.增加植被面积 D.节约用电用水
高三化学选择题中等难度题查看答案及解析
大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致大气中CO2含量增加的是
A.燃烧煤炭供热 B.利用风力发电
C.增加植被面积 D.节约用电用水
高三化学选择题简单题查看答案及解析
二氧化碳被认为是加剧温室效应的主要物质,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。
Ⅰ.有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关的热化学方程式如下:
6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) , ΔH=-76.0 kJ·mol-1
②3FeO(s)+H2O(g)= Fe3O4(s)+H2(g) ΔH=-18.7 kJ·mol-1
(1)在上述反应中①中,每吸收1molCO2,就有_______molFeO被氧化。
(2)试写出C(s)与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式___________。
Ⅱ.一定条件下,二氧化碳转化为甲烷。向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应的反应CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) 。达到平衡时,各物质的浓度分别为CO2 0.2mol·L-1、CH4 0.8mol·L-1、H2 0.8mol·L-1,H2O 1.6mol·L-1。
(3)在300℃是,将各物质按下列起始浓度(mol·L-1)加入该反应容器中,达到平衡后,各组分浓度与上述题中描述的平衡浓度相同的是_____________。
选项 | CO | H2 | CH4 | H2O |
A | 0 | 0 | 1 | 2 |
B | 2 | 8 | 0 | 0 |
C | 1 | 4 | 1 | .2 |
D | 0.5 | 2 | 0.5 | 1 |
(4)若保持温度不变,再向该容器内充入与起始量相等的CO2和H2,重新达到平衡时,CH4的浓
度________(填字母)。
A.c(CH4)=0.8mol·L-1 B.0.8mol • L-1 >c(CH4) >1.6mol • L-1
C.c(CH4)=l.6mol·L-1 D.C(CH4)>1.6mol • L-1
(5)在300℃时,如果向该容器中加入CO20.8 mol·L-1、H21.0 mol·L-1、CH4 2.8 mol·L-1、H2O 2.0mol·L-1,则该可逆反应初始速率v正_____v逆 (填“>” 或“<”)。
(6)若已知200℃时该反应的平衡常数K=64.8 则该反应的△H_________0(填“>”或“<”)。
Ⅲ.某高校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
(7)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,电解质为熔融合碳酸钙,阴极的电极反应式为3CO2+4e- =C+2CO32-,则阳极的电极反应式为______________。
高三化学简答题困难题查看答案及解析
下列有关说法不正确的是
A.服用铬含量超标的药用胶囊会对人对健康造成危害
B.光化学烟雾不会引起呼吸道疾病
C.“血液透析”利用了胶体的性质
D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
高三化学选择题简单题查看答案及解析
下列有关说法不正确的是
A.服用铬含量超标的药用胶囊会对人对健康造成危害
B.光化学烟雾不会引起呼吸道疾病
C.“血液透析”利用了胶体的性质
D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
高三化学选择题简单题查看答案及解析