将CO2转化为CH4，既可以减少温室气体的排放，又能得到清洁能源。已知：CO2(g)+2H...

将CO2转化为 CH4，既可以减少温室气体的排放，又能得到清洁能源。已知：

CO2(g)＋2H2O(g)CH4(g)＋2O2(g)　 ΔH= +802 kJ·mol-1

右图为在恒温、光照和不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ）作用下，体积为1 L的密闭容器中n (CH4)随光照时间的变化曲线。下列说法正确的是

A．0~25h内，催化剂Ⅰ的催化效果比催化剂Ⅱ的效果好

B．0～16h内，v(H2O)Ⅰ = 1.5 mol/(L·h)

C．在两种不同催化剂下，该反应的平衡常数不相等

D．反应开始后的15h内，第Ⅰ种催化剂的作用下，得到的CH4最多

高三化学选择题困难题查看答案及解析

将CO2转化为CH4，既可以减少温室气体的排放，又能得到清洁能源。已知：

CO2(g)+2H2O(g)CH4(g)+2O2(g)　　 △H＝+802kj·mol－1

下图为在恒温、光照和不同催化剂(I、Ⅱ)作用下，体积为1L的密闭容器中n(CH4)随光照时间的变化曲线。

下列说法正确的是

A. 在16h时，对第I种催化剂的容器加压，平衡向正向移动

B. 0～16h内，v(H2O)I＝1.5 mol/(L·h)

C. 在两种不同催化剂下，该反应的平衡常数不相等

D. 反应开始后的15h内，第I种催化剂的作用下，得到的CH4最多

高三化学单选题中等难度题查看答案及解析

（1）利用CO2和CH4重整不仅可以获得合成气（主要成分为CO、H2），还可减少温室气体的排放（1）已知重整过程中部分反应的热化方程式为：

①CH4（g）=C（s）+2H2（g）　　　　　　 ΔH>0

②CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）　　　　 ΔH>0

③CO（g）+H2（g）=C（s）+H2O（g）　　　　　　　　 ΔH<0

固定n（CO2）=n（CH4），改变反应温度，CO2和CH4的平衡转化率见图甲。

同温度下CO2的平衡转化率________（填“大于”“小于”或“等于”）CH4的平衡转化率。

（2）在密闭容器中通入物质的量均为0.1mol的CH4和CO2，在一定条件下发生反应CO2（g） + CH4（g） 2CO（g） + 2H2（g），CH4的平衡转化率与温度及压强（单位Pa）的关系如图乙所示。y点：v（正）_____v（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）。已知气体分压（p分）=气体总压（p总）×气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，求x点对应温度下反应的平衡常数Kp=__________________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

CO2是目前最主要的温室气体，减小CO2的排放并用来制造有价值的化学用品是目前的研究目标。

（1）利用CO2与CH4生产合成气(CO、H2)：

已知：CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　　 ΔH=－890.3 KJ·mol－1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　 ΔH=+2.8 KJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　　 ΔH=－566.0 KJ·mol－1

反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH= ____________。

②250℃时，以镍合金为催化剂，向体积为4 L的密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，开始发生如下反应：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。经过一段时间达到平衡，平衡体系中各组分体积分数(某一成分物质的量占总气体物质的量的百分数)如下表：

此温度下该反应的平衡常数K=________________。

（2）以二氧化钛表面覆盖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如下图所示。250～300℃时，乙酸的生成速率减小的可能原因是____________________。

（3） 如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_____________________。

（4）将2mol CO2和6molH2容积相同而温度不同的Ⅰ、Ⅱ两个恒容密闭容器中开始发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图1所示。

①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ_______KⅡ(填“>”“=”或“<”)，可知该 反应是一个_______(填“放热”或“吸热”)反应。

②下列事实说明该反应已达到平衡状态的是_________________：

A．容器内气体压强保持不变

B．容器内气体的密度保持不变

C．CO2的体积分数保持不变

D．CO2的消耗速率与CH3OH的生成速率相等

E．容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变

（5）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如上图2所示。在0～15小时内，CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为_____________(填序号)。

高三化学填空题简单题查看答案及解析

（16分）实现反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，△H0，对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义。

（1）已知：① 2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)　 　　　　 △H1＝－566 kJ·mol－1

② 2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) 　　　　　 △H2＝－484 kJ·mol－1

③ CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(g)　　 △H3＝－802 kJ·mol－1

则△H0＝　 　　 kJ·mol－1

（2）在密闭容器中，通入2.5mol的CH4与2.5mol CO2，一定条件下发生反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。

据图可知，p1、p2、 p3、p4由大到小的顺序　 　　　　　　 　 。

（3）CO和H2还可以通过反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2 (g) 制取。

① 在恒温恒容下，若从反应物出发建立平衡，已达到平衡的是

A．体系压强不再变化　　　　　 　　　 B．CO与H2的物质的量之比为1:1

C．混合气体的密度保持不变　　　　　 D．每消耗1mol H2O(g)的同时生成1mol H2

② 恒温下，在2L的密闭容器中同时投入四种物质，10min时达到平衡，测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2molH2(g)和2molC(s)，反应的平衡常数K=　　　　　　　　 。

若此时增大压强，平衡将向　　 　　 (填“正”、“逆”)反应方向移动，t1min时达到新的平衡。

③ 请画出增大压强后10min～t1min时容器中H2物质的量n随时间变化的曲线图。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

CO2的回收利用对减少温室气体排放、改善人类生存环境具有重要意义。利用CO2和CH4重整可制合成气（主要成分CO、H2）.重整过程中部分反应的热化学方程式为：

①CH4（g）=C（s）+2H2（g）　 △H=+75.0 kJ/mol

②CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）　 △H=+41.0 kJ/mol

③CO（g）+H2（g）=C（s）+H2O（g）　　　　 △H=-131.0kJ/mol

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

（2）固定n（CO2）= n（CH4），改变反应温度，CO2和CH4的平衡转化率见下左图。

①同温度下CO2的平衡转化率____________（填“大于”或“小于”）CH4的平衡转化率，其原因是____________；

②高温下进行该反应时常会因反应①生成“积碳”（碳单质），造成催化剂中毒，高温下反应①能自发进行的原因是____________。

（3）一定条件下Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2“甲烷化”从而变废为宝，其反应机理如上右图所示，该反应的化学方程式为____________，反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是____________。

（4）卤水可在吸收烟道气中CO2的同时被净化，实现以废治废，其中涉及的一个反应是CaSO4 + Na2CO3=CaCO3 + Na2SO4，则达到平衡后，溶液中c（CO32-）/c（SO42-）=____________[用Ksp（CaSO4）和Ksp（CaCO3）表示]

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CO2的回收利用对减少温室气体排放、改善人类生存环境具有重要意义。利用CO2和CH4重整可制合成气(主要成分CO、H2)，重整过程中部分反应的热化学方程式为：　 ①CH4(g) = C(s) + 2H2(g)　 △H = +75.0 kJ·mol-1

②CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)　 △H = +41.0 kJ·mol-1

③CO(g) + H2(g) = C(s) + H2O(g)　　 △H = -131.0 kJ·mol-1

（1）反应CO2(g) + CH4(g) = 2CO(g) + 2H2(g)的△H= ___________。

（2）固定n(CO2)= n(CH4)，改变反应温度，CO2和CH4的平衡转化率见下图。

①同温度下CO2的平衡转化率 ____________(填“大于”或“小于”)于CH4的平衡转化率，其原因是 __________________________。

②高温下进行该反应时常会因反应①生成“积碳”(碳单质)，造成催化剂中毒，高温下反应①能自发进行的原因是_________________。

（3）一定条件下Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2“甲烷化”从而变废为宝，其反应机理如图所示，该反应的化学方程式为_____________________，反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是__________。

（4）卤水可在吸收烟道气中CO2的同时被净化，实现以废治废，其中涉及的一个反应是CaSO4 + Na2CO3 == CaCO3 + Na2SO4，则达到平衡后，溶液中c(CO32-)/c(SO42-) = __________。【用Ksp(CaSO4)和Ksp(CaCO3)表示】

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

（20分）近年来大气问题受到人们越来越多的关注。按要求回答下列问题：

Ⅰ．实现反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，△H0，对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义。在2L密闭容器中，通入5mol CH4与5mol CO2的混合气体，一定条件下发生上述反应，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。

则p1、p2、p3、p4由大到小的顺序　　　　 ，该反应的正反应是______(填“吸热”或“放热”)反应，当1000℃甲烷的转化率为80%时，该反应的平衡常数K=________。

Ⅱ．PM2.5污染与直接排放化石燃烧产生的烟气有关，化石燃料燃烧同时放出大量的SO2和NOx。

（1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。

CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g)　 △H1=－574kJ·mol－1

CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)　　 △H2=－1160kJ·mol－1

CH4(g) + 2NO2 (g) = N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)　 △H3

则△H3=　　　　　　　　　　 ，如果三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3，则K3=__________(用K1、K2表示)

（2）实验室可用NaOH溶液吸收SO2，某小组同学在室温下，用pH传感器测定向20mL0．1mol·L－1NaOH溶液通入SO2过程中的pH变化曲线如图所示。

①ab段发生反应的离子方程式为________________。

②已知d点时溶液中溶质为NaHSO3，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______，如果NaHSO3的水解平衡常数Kh=1×10-12mol·L－1，则该温度下H2SO3的第一步电离平衡常数Ka=________________。

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为保护环境，应减少二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等物质的排放量．

（1）用CH4催化还原煤燃烧产生的氮氧化物，可以消除污染．

已知：CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867.0kJ/mol

NO2(g)═N2O4(g)△H=-28.5kJ/mol

写出CH4催化还原N2O4(g)生成CO2、N2和H2O(g)的热化学方程式_____________。

（2）一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：2置于恒温恒容的密闭容器中，发生NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g)，测得反应达到平衡时NO2与SO2体积比为1：5，则平衡常数K= _____________(填数值)。

（3）如图1是一种用NH3、O2脱除烟气中NO的原理，该原理中NO最终转化为H2O和_____________(填化学式)，当消耗1mol NH3和0.5molO2时，除去的NO在标准状况下的体积为_____________L．

（4）研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域．有人利用图2所示装置(均为惰性电极)从海水中提取CO2(海水中无机碳95% 以HCO3-存在)，有利于减少环境中温室气体含量．

①a室的电极反应式为_____________。

②b室中提取CO2的反应的离子方程式为_____________。

③b室排出的海水(pH＜6)不可直接排回大海，需用该装置中产生的物质对b室排出的海水进行处理，合格后才能排回大海．处理的方法是_____________。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

为保护环境，应减少二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等物质的排放量。

（1）用CH4催化还原煤燃烧产生的氮氧化物，可以消除污染。

已知：CH4(g) + 2NO2(g)＝N2(g) +CO2(g) + 2H2O(g) △H＝-867.0 kJ/mol

NO2(g)＝N2O4(g) △H＝-28.5 kJ/mol

写出CH4催化还原N2O4(g)生成CO2、N2和H2O(g)的热化学方程式　　　　　　　　　 。

（2）一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于恒温恒容的密闭容器中，发生NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)，测得反应达到平衡时NO2与SO2体积比为1∶5，则平衡常数K＝　　　　　 （填数值）。

（3）如图1是一种用NH3、O2脱除烟气中NO的原理，该原理中NO最终转化为H2O和　　　　　　　 （填化学式），当消耗1mol NH3和0.5molO2时，除去的NO在标准状况下的体积为　　　　　　　　　　 L。

（4）研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。有人利用图2所示装置(均为惰性电极)从海水中提取CO2（海水中无机碳95 % 以HCO3－存在），有利于减少环境中温室气体含量。

①a室的电极反应式为　　　　　　　 。

②b室中提取CO2的反应的离子方程式为　　　　　　　　 。

③b室排出的海水（pH<6）不可直接排回大海，需用该装置中产生的物质对b室排出的海水进行处理，合格后才能排回大海。处理的方法是　　　　　　　　 。

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