[题目]“温室效应是全球关注的环境问题之一.CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体.CO2的综合利用是解决温室及能源问题的有效途径.(1)CO2催化加氢能合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g).不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图所示.则曲线b表示的物质为 .(2)CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，CO2的综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。

（1）CO2催化加氢能合成低碳烯烃：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)。不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图所示，则曲线b表示的物质为________(填化学式)。

（2）CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。

反应A：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)

反应B：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)

控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图所示。

①由图可知温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是_____。

②由图可知获取CH3OH最适宜的温度是________，下列措施有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的有________(填字母)。

A. 使用催化剂

B. 增大体系压强

C. 增大CO2和H2的初始投料比

D. 投料比和容器体积不变，增加反应物的浓度

（3）在恒温恒容条件下，反应A达到平衡的标志有_____

A. 容器中气体压强不再发生变化

B. 容器中气体密度不再发生变化

C. 容器中气体颜色不再发生变化

D. 容器中气体平均摩尔质量不再发生变化

（4）由CO2制取C的太阳能工艺如图所示。“热分解系统”发生的反应为2Fe3O46FeO＋O2↑，每分解1 mol Fe3O4转移电子的物质的量为_____；“重整系统”发生反应的化学方程式为___。

【答案】H2O 反应B正反应是吸热反应，温度升高平衡正向移动，CO产率升高 250 ℃ BD AD 2 mol 6FeO＋CO22Fe3O4＋C

【解析】

（1）据图，升高温度，氢气物质的量增大，平衡逆向移动，则正反应是放热反应，a曲线随着温度升高，物质的量增大，为二氧化碳，b、c随着温度升高其物质的量降低，为生成物水、乙烯，但水的变化量大于乙烯，据此判断b曲线代表物质；

（2）①反应B正反应是吸热反应，温度升高平衡正向移动，CO产率升高；

②据图示进行分析250℃甲醇转化率最高；由CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-53.7kJ·mol-1 可知提高CO2转化为CH3OH平衡转化率，应使平衡向正向移动，可降低温度，增大浓度；

（3）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量及由此引起的一系列物理量不变；

（4）该反应中Fe元素化合价由+3价变为+2价，O元素化合价由-2价变为0价，根据转移电子和Fe3O4之间的关系式计算；据图，反应物是二氧化碳和FeO，生成物的四氧化三铁和C，反应条件是700K．

（1）据图，升高温度，氢气物质的量增大，平衡逆向移动，则正反应是放热反应，a曲线随着温度升高，物质的量增大，为二氧化碳，b、c随着温度升高其物质的量降低，为生成物水、乙烯，但水的变化量大于乙烯，所以b曲线代表H2O。

（2）①由图2可知温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是反应B正反应是吸热反应，温度升高平衡正向移动，CO产率升高；

②据图示进行分析250℃甲醇转化率最高，故获取CH3OH最适宜的温度是250℃；

A．使用催化剂，平衡不移动，不能提高转化率，故A错误；

B、增大体系压强，平衡向正方向移动，提高甲醇转化率，故B正确；

C、增大CO2和H2的初始投料比，可增大氢气的转化率，二氧化碳的转化率减小，故C错误；

D、投料比不变，增加反应物的浓度，平衡正向移动，可增大转化率，故D正确；

故选BD。

（3）反应A：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)

A. 容器中气体压强不再发生变化，各物质百分含量保持不变时，正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故A正确；

B. 反应前后气体总质量不变、容器容积不变，则无论反应是否达到平衡状态，容器中混合气体密度始终不变，所以当容器中混合气体的密度保持不变时，该反应不一定达到平衡状态，故B错误；

C. 反应A中，气体均为无色，容器中气体颜色不再发生变化，无法判断是否达到平衡，故C错误；

D. 反应前后气体总质量不变、但反应前后气体的物质的量发生变化，容器中气体平均摩尔质量不再发生变化，各物质百分含量保持不变时，正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故D正确；

故选AD。

（4）该反应中Fe元素化合价由+3价变为+2价，O元素化合价由-2价变为0价，分解2mol四氧化三铁转移4mol电子，则分解1mol四氧化三铁转移2mol电子；

据图，反应物是二氧化碳和FeO，生成物的四氧化三铁和C，反应条件是700K，反应方程式为6FeO（S）+CO22Fe3O4＋C。

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