发展洁净煤技术、利用CO2制备清洁能源等都是实现减碳排放的重要途径。(1)将煤转化成水煤气...

发展洁净煤技术、利用CO2制备清洁能源等都是实现减碳排放的重要途径。

（1）将煤转化成水煤气的反应：C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)可有效提高能源利用率，若在上述反应体系中加入催化剂(其他条件保持不变)，此反应的△H______（填“增大”、“减小”或“不变”），判断的理由是________。

（2）CO2制备甲醇：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝-49.0 kJ·mol-1，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。

① 该反应化学平衡常数K的表达式是____________________。

②0~9min时间内，该反应的平均反应速率ν(H2) =_______。

③在相同条件下，密闭容器的体积缩小至0.5 L时，此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是________（填字母序号）kJ。

a. 0< Q <29.5　　　 b. 29.5< Q <36.75　　　 c. 36.75< Q <49　　　　 d. 49< Q <98

④在一定条件下，体系中CO2的平衡转化率（α）与L和 X的关系如图所示，L和X分别表示温度或压强。

i. X表示的物理量是：_____________。

ii. 判断L1与L2的大小关系，并简述理由：_______________________。

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发展洁净煤技术、利用CO2制备清洁能源等都是实现减碳排放的重要途径。

(1)将煤转化成水煤气的反应：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）可有效提高能源利用率，若在上述反应体系中增大H2的浓度（其他条件保持不变），此反应的△H_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)CO2制备甲醇：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0 kJ·mol-1，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2（g）和CH3OH（g）浓度随时间变化如图所示。

①该反应化学平衡常数K的表达式是_________。

②0~9 min时间内，该反应的平均反应速率v（H2）=_________。

③在相同条件下，密闭容器的体积缩小至0.5 L时，此反应达平衡时放出的热量（Q）可能是_________（填字母序号）kJ。

a. 0<Q<29.5　　　　 b. 29.5<Q<36.75c. 36.75<Q<49　　　　 d. 49<Q<98

④在一定条件下，体系中CO2的平衡转化率（）与L和X的关系如图所示，L和X分别表示温度或压强。

i. X表示的物理量是_________。

ii. 判断L1与L2的大小关系：L1________L2(填“<”，“=”或“>”)

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煤的直接燃烧会对大气造成严重污染，是雾霾形成的一个重要原因。实现煤的清洁利用迫在眉睫。乙醇、甲醇、尿素等均与煤化工相关。

Ⅰ．（1）将煤转化成水煤气可有效提高能源利用率：

C(s)+H2O(g) CO(g)＋H2(g) ΔH＝+131.3KJ/mol，反应的平衡常数表达式为K=　　　　　　 。

（2）一定温度下，在体积可变的容器中投入反应物进行此反应，则下列说法正确的是　　　　　　

A．体系中加入催化剂(其他条件保持不变)，平衡不移动但反应的ΔH 将变大

B．若正、逆反应比值恒定，则说明平衡已建立

C．建立平衡后，加压，气体的平均相对分子质量将增大

D．建立平衡后，加压，平衡向逆方向移动，平衡常数减小

Ⅱ．乙醇是重要的化工产品和液体燃料，可以利用下列反应制取乙醇。

2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH= a KJ/mol

在一定压强下，测得上述反应的实验数据如下表。

根据表中数据分析：

（3）上述反应的a　　 　　　 　 0(填“>”“<”或“=”)

（4）在温度为T1时，该反应的平衡常数K=1，在2L密闭容器中加入一定量体系各物质，反应的某时刻测得反应体系中各气体均为1mol。

①此时V(CO2)正=　　 　　　 　 V(CO2)逆(填“>”“<”或“=”)

②若反应在恒压绝热容器中进行，达平衡后，CO2的物质的量　　　　　　

A．大于1mol　　 B．等于1mol　　 C．小于1mol　　 D．不确定

Ⅲ．CO2亦是合成尿素的重要原料，以CO2与NH3为原料合成尿素[化学式为[CO(NH2)2]的主要反应如下，已知：

①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2 NH4(s)　　 ΔH=+l59.5kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　　 ΔH=+116.5kJ·mol-1

③H2O(l)=H2O(g)　　 ΔH=+44.0kJ·mol-1

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式　　　　　　　　　　

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（14分）为了减少煤燃烧对大气造成的污染，煤的气化和液化是高效、清洁利用煤炭的重要途径，而减少CO2气体的排放也是人类面临的重大课题．煤综合利用的一种途径如下所示：

（1）已知：C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g) 　 △H1=+131.3kJ•mol-1

C(s)+2H2O(g)====CO2(g)+2H2(g) 　 △H2=+90kJ•mol-1

则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是　　　　　　　　　　 。

（2）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)；ΔH

①该反应平衡常数表达式为K＝　　　　　　　　　 。

②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图所示。

该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“＝”)0。若温度不变，减小反应投料比[n(H2) /n(CO2)]，则K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（3）一种新型氢氧燃料电池工作原理如下图所示。

①写出电极A的电极反应式　　　　　　　　　　　　　　　 放电过程中，溶液中的CO32-将移向电极　　　 （填A或B）

②以上述电池电解饱和食盐水，若生成0.2mol Cl2，则至少需通入O2的体积为　　　　　　 L（标准状况）

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化学在可持续发展和能源的综合利用作出了巨大贡献。煤、石油、天然气这些化石能源如何更好的综合利用，相关技术日益成熟，请回答下列问题：

（1）制水煤气的主要化学反应方程式为：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)，此反应是吸热反应

①此反应的化学平衡常数表达式为　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

②下列能增大碳的转化率的措施是　　　　　　　　　　　　 ；（填写相应字母）

A．加入C（s） B．加入H2O（g） C．升高温度 D．增大压强

（2）合成气合成甲醇的主要反应是：2H2(g)+CO(g)　　　　 CH3OH(g)　 △H=－90.8kJ· mol－1

T℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在2L密闭容器中开始只加入CO、H2，反应10min后测得各组分的物质的量如下：

①该时间段内反应速率v(H2)=　　　　　　　　 mol·L－1·min－1。

②比较此时正、逆反应速率的大小：v(正)_______v(逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

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(1)氢能源是绿色燃料，可以减少汽车尾气的排放，利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)。下图是该反应的能量变化图：

①通过图中信息可判断反应CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)的ΔH________0(选填“>”“＝”或“<”)。

②图中途径(Ⅱ)的条件是__________________，途径(Ⅰ)的反应热________途径(Ⅱ)的反应热(选填“>”“＝”或“<”)。

③在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为__________________________________________。

(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：

①2NH3(g)＋CO2(g)===NH2CO2NH4(s)　ΔH＝－159.5 kJ/mol

②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH＝＋116.5 kJ/mol

③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ/mol

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式__________________。

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（1）氢能源是绿色燃料，可以减少汽车尾气的排放，利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)。下图是该反应的能量变化图：

①通过图中信息可判断反应CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)的ΔH________0(选填“>”“＝”或“<”)。

②图中途径(Ⅱ)的条件是__________________，途径(Ⅰ)的反应热________途径(Ⅱ)的反应热(选填“>”“＝”或“<”)。

③在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为__________________________________________。

（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：

①2NH3(g)＋CO2(g)===NH2CO2NH4(s)　ΔH＝－159.5 kJ/mol

②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH＝＋116.5 kJ/mol

③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ/mol

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式__________________。

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水煤气变换反应是重要的化工过程，反应方程式为：CO（g）＋H2O（g）=CO2（g）＋H2（g）　　 ΔH。我国科学家在这一变换中利用双功能催化剂突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题。反应历程如图所示：

下列说法错误的是（　　 ）

A.该反应ΔH<0

B.根据历程图示过程Ⅰ为吸热过程、过程Ⅲ为放热过程

C.整个历程中两个H2O分子都参与了反应

D.使用双功能催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH

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能源是当今社会发展的三大支柱之一。有专家指出：如果对燃烧产物如CO₂、H₂O、N₂等能够实现利用太阳能让它们重新组合(如图)，可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为

A．化学能       B．电能       C．生物质能       D．热能

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合理利用资源，降低碳的排放，实施低碳经济是今后经济生活主流。

（1）科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，如将H2和CO2以4∶1比例混合通入反应器，适当条件下反应可获得一种能源。完成以下化学方程式：4H2＋CO2 ________ ＋2H2O。

（2）汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：_______________。

（3）工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量KOH溶液完全吸收后只得到一种钾盐，该钾盐的化学式是______________。

（4）CO2合成生产燃料甲醇（CH3OH）是碳减排的新方向。进行如下实验：某温度下在1 L的密闭容器中，充2 mol CO2和6 mol H2，发生：CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)。

①能判断该反应已达化学反应限度标志的是______________ （填字母）。

a．CO2百分含量保持不变

b．容器中H2浓度与CO2浓度之比为3:1

c．混合气体的平均相对分子质量保持不变

d．容器中混合气体的质量保持不变

②现测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v (H2)=______ mol/（L • min），容器中起始的压强与平衡时的压强之比为___________。

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