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“低碳經(jīng)濟“已成為全世界科學家研究的重要課題。為減小和消除CO2對環(huán)境的影響，一方面世界各國都在限制其排放量，另一方面科學家加強了對CO2創(chuàng)新利用的研究。
（1）已知：①CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）ΔH=-41kJ?mol-1
②C（s）+2H2（g）?CH4（g）ΔH=-73kJ?mol-1
③2CO（g）?C（s）+CO2（g）ΔH=-171kJ?mol-1
寫出CO2與H2反應生成CH4和H2O（g）的熱化學方程式：
CO2（g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）ΔH=-162kJ?mol-1
CO2（g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）ΔH=-162kJ?mol-1
。
（2）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。為探究該反應原理，在容積為2L密閉容器中，充入1molCO2和3.25molH2在一定條件下發(fā)生反應，測得CO2、CH3OH（g）和H2O（g）的物質(zhì)的量（n）隨時間的變化如圖1所示：
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①從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H2）=
0.1125mol/（L?min）
0.1125mol/（L?min）
。
②下列措施一定不能使CO2的平衡轉化率增大的是
ACD
ACD
。
A.在原容器中再充入1molCO2
B.在原容器中再充入1molH2
C.在原容器中充入1mol氦氣
D.使用更有效的催化劑
E.縮小容器的容積
F.將水蒸氣從體系中分離
（3）煤化工通常研究不同條件下CO轉化率以解決實際問題。已知在催化劑存在條件下反應：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）中CO的平衡轉化率隨
p
（
H
2
O
）
p
（
CO
）
及溫度變化關系如圖2所示：
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①上述反應的正反應方向是
放熱
放熱
反應（填“吸熱”或“放熱”）。
②對于氣相反應，用某組分（B）的平衡壓強（pB）代替物質(zhì)的量濃度（cB）也可以表示平衡常數(shù)（記作KP），則該反應的KP=
p
（
H
2
）
p
（
C
O
2
）
p
（
CO
）
p
（
H
2
O
）
p
（
H
2
）
p
（
C
O
2
）
p
（
CO
）
p
（
H
2
O
）
（填表達式，不必代數(shù)計算）；如果提高
p
（
H
2
O
）
p
（
CO
）
，則KP
不變
不變
（填“變大“”變小”或“不變“）。使用鐵鎂催化劑的實際工業(yè)流程中，一般采用400℃左右、
p
（
H
2
O
）
p
（
CO
）
=3～5，采用此條件的原因可能是
投料比太低，CO的轉化率不高，而
p
（
H
2
O
）
p
（
CO
）
=3～5時轉化率已經(jīng)在97%左右，再增大投料比收益不明顯，經(jīng)濟上不劃算，而反應溫度是根據(jù)催化劑的活性溫度來制定的
投料比太低，CO的轉化率不高，而
p
（
H
2
O
）
p
（
CO
）
=3～5時轉化率已經(jīng)在97%左右，再增大投料比收益不明顯，經(jīng)濟上不劃算，而反應溫度是根據(jù)催化劑的活性溫度來制定的
。
（4）科學家用氮化鎵材料與銅組裝成如圖3所示的人工光合系統(tǒng)，利用該裝置實現(xiàn)了用CO2和H2O合成CH4。下列關于該電池的敘述錯誤的是
A
A
。
A.該裝置能量轉化形式僅存在將太陽能轉化為電能
B.銅電極為正極，電極反應式為CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O
C.電池內(nèi)部H+透過質(zhì)子交換膜從左向右移動
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【答案】CO2（g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）ΔH=-162kJ?mol-1；0.1125mol/（L?min）；ACD；放熱；
p
（
H
2
）
p
（
C
O
2
）
p
（
CO
）
p
（
H
2
O
）
；不變；投料比太低，CO的轉化率不高，而
p
（
H
2
O
）
p
（
CO
）
=3～5時轉化率已經(jīng)在97%左右，再增大投料比收益不明顯，經(jīng)濟上不劃算，而反應溫度是根據(jù)催化劑的活性溫度來制定的；A
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：6引用：1難度：0.6
相似題

  • 1．SO2和NO2是形成酸雨的主要成分，也是大氣的污染物，不能隨意排放到空氣中。請回答下列問題：
    （1）已知，常溫下BaSO3的Ksp為5.48×10-7，飽和亞硫酸溶液中c（
    SO
    2
    -
    3
    ）=6.3×10-8mol?L-1．有同學認為直接用0.1mol?L-1BaCl2溶液來吸收SO2即可產(chǎn)生沉淀，請用以上數(shù)據(jù)分析這樣做是否可行
     
    （填“可行”或“不可行”）
    （2）已知：
    2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H1=-196.6kJ?mol-1；
    2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H2=-113.0kJ?mol-1。
    則反應NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）的△H=
     
    kJ?mol-1
    （3）在一定條件下，NO2和SO2在一體積為2L的密閉容器中反應，開始充入2molNO2和3molSO2，2min后達到平衡，此時生成SO3的質(zhì)量為96g,則此時SO2的轉化率為
     
    ，該溫度下的平衡常數(shù)K=
     
    。
    （4）能說明反應NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）達到平衡的是
     
    。
    A．混合氣體的總質(zhì)量不再變化
    B．混合氣體的密度不再變化
    C．混合氣體的顏色不再變化
    D．各物質(zhì)的濃度不再變化
    （5）采用電化學方法運用火力發(fā)電排放出的SO2制取硫酸已成現(xiàn)實。菁優(yōu)網(wǎng)
    ①原電池法：某化學小組利用原電池原理，用SO2和O2來制備硫酸，裝置如圖1，電極為多孔材料，能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。溶液中H+的移動方向由
     
    （用A、B表示），B電極的電極反應式為
     
    。
    ②電解法：該小組用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液，然后電解NaHSO3溶液制得了硫酸，原理如圖2所示。寫出開始電解時陽極的電極反應式
     
    。

    發(fā)布：2024/10/27 17:0:2組卷：4引用：1難度：0.5

  • 2．氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，以氫燃料為代表的綠色燃料有良好的應用前景。回答下列問題：
    ?菁優(yōu)網(wǎng)
    （1）在載人航天器中，可以利用CO2與H2反應生成H2O，通過電解水，從而實現(xiàn)O2的再生。
    ①CO2（g）+4H2（g）═CH4（g）+2H2O（l） ΔH1=-252.9kJ?mol-1
    ②2H2O（l）═2H2（g）+O2（g） ΔH2=+534kJ?mol-1
    甲烷與氧氣反應生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為
     
    。
    （2）工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應。
    Ⅰ.CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）
    Ⅱ.CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g） ΔH=-41.2kJ?mol-1
    ①下列操作中，能提高反應Ⅰ中CH4（g）平衡轉化率的是
     
    （填標號）。
    A.增加CH4（g）用量
    B.恒溫恒壓下通入惰性氣體
    C.移除CO（g）
    D.加入催化劑
    ②在恒溫恒壓下，按水碳比[
    n
    （
    H
    2
    O
    ）
    n
    （
    CO
    ）
    ]=
    12
    5
    投料，總壓強為1.70MPa,達到平衡時CO2、H2和CH4的分壓（某成分分壓=總壓×該成分的物質(zhì)的量分數(shù)）如表：
    p（CO2）/MPa 0.30 p（H2）/MPa 0.30 p（CH4）/MPa 0
    則反應Ⅱ的平衡常數(shù)Kc=
     
    。
    （3）水煤氣反應Ⅱ需在多個催化劑反應層間進行降溫操作以“去除”反應過程中的余熱（如圖1所示），保證反應在最適宜溫度附近進行。
    ①在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，圖2中b～c段對應降溫操作的過程，實現(xiàn)該過程的操作方法是
     
    。
    A.噴入冷水（蒸氣）
    B.通過熱交換器換熱
    C.按原水碳比通入冷的原料氣
    ②若采用噴入冷水（蒸氣）的方式降溫，在圖3中作出CO平衡轉化率隨溫度變化的曲線
     
    。

    發(fā)布：2024/10/27 17:0:2組卷：19引用：1難度：0.5

  • 3．低碳經(jīng)濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經(jīng)濟模式，低碳經(jīng)濟的概念在中國正迅速從高端概念演變成全社會的行為，在新能源汽車、工業(yè)節(jié)能等多個領域都大有作為。請運用化學反應原理的相關知識研究碳及其化合物的性質(zhì)
    （1）實驗室里常用NaOH溶液吸收CO2，若用100mL 3mol?L-1的NaOH溶液吸收4.48L（標準狀況下）CO2，完全吸收反應后，所得溶液中離子濃度由大到小的順序為
     

    （2）工業(yè)上可利用CO或CO2來制備清潔液體燃料甲醇。已知：800℃時，化學反應①、反應②對應的平衡常數(shù)分別為2.5、1.0
    反應①：2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）△H=-90.8kJ?mol-1
    反應②：H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）△H=+41.2kJ?mol-1
    寫出用CO2與H2反應制備甲醇的熱化學方程式
     
    ，800℃時該反應的化學平衡常數(shù)K的數(shù)值為
     

    （3）利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O（g）轉化為CH4和O2，紫外線照射時，在不同催化劑（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時間的變化如圖1所示，在0-15h內(nèi)，對反應催化效果最好的催化劑是
     
    （填序號）
    （4）一定溫度下，在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生上述反應②，已知c（CO）隨反應時間t的變化曲線a如圖2所示，在t1時刻改變一個條件，曲線a變?yōu)閎,則改變的條件是
     
    ，若在t1時刻，將容器體積3L快速壓縮至2L，在圖上畫出變化曲線
    （5）鋇及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應用，在地殼中常以硫酸鹽的形式存在，BaSO4是難溶性鹽。工業(yè)上提取鋇時首先用Na2CO3溶液將BaSO4轉化成難溶弱酸鹽（BaCO3）．請寫出將BaSO4轉化成BaCO3的離子方程式
     
    該反應的平衡常數(shù)為
     
    （填具體數(shù)字），已知Ksp（BaSO4）=1.1×10-10mol2?L-2，Ksp（BaCO3）=2.5×10-9mol2?L-2
    菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布：2024/10/27 17:0:2組卷：9引用：1難度：0.5
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