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C...

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”。

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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科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。

（1）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为______。

（2）下列关于CH4和CO2的说法正确的是______（填序号）。

a．固态CO2属于分子晶体

b． CH4分子中含有极性共价键，是极性分子

c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2

d． CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp

（3）在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。

①基态Ni原子的电子排布式为____________，Ni该元素位于元素周期表的第___族。

②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni（CO）4，1mol Ni（CO）4中含有_____molσ键。

（4）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，其相关参数见下表．CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。

①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是______。

②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想．已知图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是___________________________。

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科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。

(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为_____________________________。

(2)下列关于CH4和CO2的说法正确的是_______________(填序号)。

a．固态CO2属于分子晶体

b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子

c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2

d． CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp

(3)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，其相关参数见下表．CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”

①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是_______________________________________。

②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想．已知图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是____________________________________________________________________。

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科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。请回答下列问题：

（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用____________形象化描述。在基态14C原子中，核外存在___________对自旋相反的电子。

（2）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为__________________________。

（3）一定条件下，CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。

①下列关于CH4和CO2的说法正确的是________(填序号)。

a．CO2分子中含有2个σ键和2个π键

b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子

c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2

d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp

②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0. 586 nm，根据上述图表所提供的数据分析，提出该设想的依据是______________________________________。

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科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。请回答下列问题：

（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用____________形象化描述。在基态14C原子中，核外存在___________对自旋相反的电子。

（2）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为__________________________。

（3）一定条件下，CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。

①下列关于CH4和CO2的说法正确的是________(填序号)。

a．CO2分子中含有2个σ键和2个π键

b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子

c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2

d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp

②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0. 586 nm，根据上述图表所提供的数据分析，提出该设想的依据是______________________________________。

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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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CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2的反应，制造更高价值的化学品是目前的研究目标。250℃时，以镍合金为催化剂，发生如下反应：CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）。

（1）此温度下该反应的平衡常数表达式K=___；

（2）已知：①CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）　　 △H=-890.3kJ•mol-1

②CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）　　 △H=+2.8kJ•mol-1

③2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）　　 △H=-566.0kJ•mol-1

反应CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）的△H=___kJ•mol-1。

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Ⅰ．CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2的反应，制造更高价值的化学品是目前的研究目标。250℃时，以镍合金为催化剂，发生如下反应：CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)

(1)此温度下该反应的平衡常数表达式K=　　　　　　　　　　 。

(2)已知：①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)　　 △H=﹣890.3kJ•mol﹣1

② CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)　 △H=+2.8kJ•mol﹣1

③2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)　　 △H=﹣566.0kJ•mol﹣1

反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的△H=　　　　　　　　 kJ•mol﹣1；

(3)利用上述反应①设计燃料电池(电解质溶液为氢氧化钾溶液)，写出电池负极的电极反应式　　　　 　 　　 。

Ⅱ．能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应原理为：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)　　 △H。

下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)：

(1)根据表中数据可判断△H　　　　 0 (填“＞”、“=”或“＜”)．

(2)300℃时，将2molCO、3molH2和2molCH3OH充入容积为1L的密闭容器中，此时反应将　　 　　　　 (填序号)：A正向移动 B逆向移动　 C处于平衡状态　 D无法判断

(3)下列能说明上述反应达到化学平衡状态的标志是

A．恒温恒容下，混合气体的密度不在变化

B．达平衡时，v(CO)：v(H2)：v(CH3OH)=1：2：1

C．达平衡时，CH3OH浓度不再变化

D．单位时间内生产nmolCO同时生成2nmolH2

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(14 分)CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。

（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：

①此温度下该反应的平衡常数K=　　 　　　　 　　 。

②已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H=-890.3 kJ·mol－1

CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H=2.8 kJ·mol－1

2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol－1

反应CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) 的△H＝　 　　　　　　　 　 ；

③在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如右图所示。t1～t2℃时，温度升高而CO的生成速率降低的原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 ；

（∆代表CO的生成速率，■代表催化剂的催化效率）

④为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是　 　　　　　　　　　　　　 　 ；

⑤若再向容器中同时充入2.0 mol CO2、6.0 mol CH4、4.0 molCO 和8.0 molH2，则上述平衡向　　　　　　　 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

（2）以CO2为原料可以合成多种物质。

①可降解二氧化碳聚合物是由CO2加聚而成，写出其结构简式：　 　　　　　　　　　　　 　 ；

②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，CO2在铜电极上可转化为甲烷，该电极反应方程式为　　 　　 。

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