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: 物质 CH4 CO2 CO H2 体积分数 0.1 0.1 0.4 0.4 � 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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：

物质	CH₄	CO₂	CO	H₂
体积分数	0.1	0.1	0.4	0.4

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=________________

（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。

①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_____________________

②为了提高该反应中CH₄的转化率，可以采取的措施是________________________

③将Cu₂Al₂O₄溶解在稀硝酸中的离子方程式为___________________________

（3）Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂。①如果寻找吸收CO₂的其他物质，下列建议合理的是______

a.可在碱性氧化物中寻找

b.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找

c.可在具有强氧化性的物质中寻找

②Li₂O吸收CO₂后，产物用于合成Li₄SiO₄，Li₄SiO₄用于吸收、释放CO₂。原理是：在500℃，CO₂与Li₄SiO₄接触后生成Li₂CO₃；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO₂，Li₄SiO₄再生，说明该原理的化学方程式是___________________________

（4）利用反应A可将释放的CO₂转化为具有工业利用价值的产品。

反应A：

高温电解技术能高效实现（3）中反应A，工作原理示意图如下：

CO₂在电极a放电的反应式是_____________________________________________

【知识点】反应热的计算、化学平衡常数的含义、化学平衡的影响因素、电解原理

【答案解析】⑴①64 ②+247.3 kJ·mol^－1

⑵①温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低

②增大反应压强或增大CO₂的浓度

③3Cu₂Al₂O₄+32H⁺+2NO₃^－=6Cu²⁺+ 6Al³⁺+2NO↑+16 H₂O

（3）①ab （1分） ②CO₂+ Li₄SiO₄ Li₂CO₃+ Li₂SiO₃

（4）CO₂ + 2e^-== CO+O^2-

解析：（1）①      CO₂（g）+CH₄（g）⇌2CO（g）+2H₂（g）
起始（mol）            6          6             0           0
反应（mol）            X           X            2X         2X
平衡（mol）           6-X      6-X           2X         2X
由CH₄的体积分数为0.1，则(6-x)/(12+2x)=0.1，解得X=4，所以K=(2²×2²)/(0.5×0.5)=64

②CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-890.3kJ•mol^-1    ①
CO（g）+H₂O （g）=CO₂（g）+H₂ （g）△H=2.8kJ•mol^-1        ②
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ•mol^-1             ③
根据盖斯定律，由①+②×2-③×2得

CO₂（g）+CH₄（g）⇌2CO（g）+2H₂（g）△H=(-890.3+2.8×2+566.0×2) kJ•mol^-1=+247.3 kJ•mol^-1；

（2）①温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低；

②增大反应压强、增大CO₂的浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大；
③Cu₂Al₂O₄拆成氧化物的形式：Cu₂O•Al₂O₃，与酸反应生成离子方程式：

3Cu₂Al₂O₄+32H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+6Al³⁺+2NO↑+16H₂O；

（3）①a．Li₂O、Na₂O、MgO均属于碱性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO₂，可在碱性氧化物中寻找吸收CO₂的其他物质，故a正确；
b．Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂，钠、镁、铝为ⅠA、ⅡA族元素，所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找吸收CO₂的其他物质，故b正确；
c．Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂，但它们都没有强氧化性，且吸收二氧化碳与氧化还原无关，故c错误；故答案为：ab；

②在500℃，CO₂与Li₄SiO₄接触后生成Li₂CO₃，反应物为CO₂与Li₄SiO₄，生成物有Li₂CO₃，根据质量守恒可知产物还有Li₂SiO₃，所以化学方程式为CO₂+ Li₄SiO₄ Li₂CO₃+ Li₂SiO₃；

（4）二氧化碳在a极得到电子发生还原反应生成一氧化碳同时生成氧离子，反应电极反应式为：CO₂+2e^-═CO+O^2-；

【思路点拨】本题主要考查了综合利用CO₂，涉及热化学反应、电化学、化学平衡影响因素等，较为综合，题目难度中等

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下列离子方程式书写正确的是 (　　)

A．在100 mL浓度为1 mol·L^－1的 Fe(NO₃)₃的溶液中通入足量SO₂

2Fe³^＋＋SO₂＋2H₂O=2Fe²^＋＋SO＋4H^＋

B．在100 mL浓度为2 mol·L^－1的FeI₂的溶液中通入标准状况下5.6 L的Cl₂

4Fe²^＋＋6I^－＋5Cl₂=4Fe³^＋＋3I₂＋10Cl^－

C．向NaHCO₃溶液中加入过量的澄清石灰水

2HCO＋Ca²^＋＋2OH^－=CaCO₃↓＋2H₂O＋CO

D．向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液

Al³^＋＋2SO＋2Ba²^＋＋4OH^－=2BaSO₄↓＋AlO＋2H₂O

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设n_A为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是(　　)

A．标准状况下，11.2 L的H₂O中含有1.5n_A个原子

B．0.1 mol·L^－1的(NH₄)₂SO₄溶液中，所含NH₄^＋数小于0.2n_A

C．常温常压下，16 g的O₂和O₃混合气体中，含有8n_A个电子

D．质量相同的N₂和CO中，含有2n_A个原子

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下列物质中，属于烷烃的是(　　)

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写出下列各烃的分子式。

(1)烷烃B的分子中含有200个氢原子________。

(2)1 L烷烃D的蒸气完全燃烧时，生成同温同压下15 L的水蒸气________。

(3)已知在标准状况下，某气态烃的密度为1.34 g·L^－1。将0.1 mol该气态有机物充分燃烧生成8.8 g CO₂和5.4 g H₂O________。

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运用化学反应原理知识回答下列有关碳和碳的化合物的问题：

(1)汽车尾气的主要污染物是NO以及燃料燃烧不完全所产生的CO，它们是现代化城市的重要大气污染物，为了减轻汽车尾气造成的大气污染，人们开始探索利用NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法(已知该反应△H<0). 在2 L密闭容器中加入一定量NO和CO，当温度分别在T₁和T₂时，测得各物质平衡时物质的量如下表：

物质 T/℃ n/mol	NO	CO	E	F
初始	0.100	0.100	0	0
T₁	0.020	0.020	0.080	0.040
T₂	0.010	0.010	0.090	0.045

①请结合上表数据，写出NO与CO反应的化学方程式 .

②上述反应T₁℃时的平衡常数为K₁，T₂℃时的平衡常数为K₂，根据表中数据计算K₁= 。根据表中数据判断，温度T₁和T₂的关系是(填序号)__________。

A．T₁>T₂B．T₁<T₂ C．T₁=T₂ D．无法比较

(2)反应生成的气体E经常用氢氧化钠来吸收，现有0.4molE，若用200mL 3mol/L NaOH溶液将其完全吸收，溶液中离子浓度由大到小的顺序为： .

(3)已知CH₄、H₂和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol，285.8 kJ/mol和283.0 kJ/mol，工业上利用天然气(主要成分是CH₄)与CO₂进行高温重整制备CO和H₂，写出该反应的热化学方程式： .

(4)CO还可以用做燃料电池的燃料，某熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，该电池用 Li₂CO₃ 和 Na₂CO₃ 的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO₂ 的混合气为正极助燃气，制得在 650 ℃下工作的燃料电池，写出其负极和正极电极反应方程式：负极：；正极： .

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科目：高中化学 来源： 题型：

锌锰干电池由于其贮存和使用寿命较短，大都为一次性电池，用完之后被当作垃圾扔掉。这不仅浪费了宝贵的金属资源，而且还会产生严重的环境污染。下表是各类电池的综合成分分析结果：

元素	锌[来源：全,品…中&高*考+网]	锰	铁	铜	碳	其它
质量百分含量	13～27	14～28	23～26	0.5～0.7	5～6	13

通过简单的机械处理，将电池中各组分进行最大在限度的分离，从而使整个处理过程得到简化。再分别对锌皮和锰粉（MnO₂）进行湿法处理，通过预处理、浸取、净化等工序制出产品。工艺流程如下图：

查阅资料知各离子沉淀完全的pH为

离子	Fe³⁺	Fe²⁺	Cu²⁺	Mn²⁺
pH	3.2	9.0	6.7	10.1

已知：锌元素与铝元素相似，具有两性。

1、市售锌锰干电池为碱性电池，电解质溶液为KOH,则其正极反应为；

电极总反应方程为；

2、在预处理中，分离铁皮和锌皮的方法是，洗液加(NH₄)₂CO₃在pH＝7.5沉淀出一种碱式盐，该物质的化学式为。

3、二氧化锰生产中，写出加入30%盐酸溶解时的离子方程式；盐酸溶解后回收的渣是；

4、已知第二次加H₂O₂后调节pH≈9的目的为将Mn²⁺转化为MnO₂,则第一次加H₂O₂后调节pH≈5，目的是；

5、实验室中用高锰酸钾溶液检验Mn²⁺时，产生黑色沉淀，该反应的离子方程式为

；

6、硫酸锰在高温条件下可以得到三种氧化物，该热分解的方程式为。

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科目：高中化学 来源： 题型：

面对能源与环境等问题，

全球大力发展新能源的同时，还倡导节能减排、低碳经济。请回答下列问题：

Ⅰ、氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

已知：

（1）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。与反应生成CO₂(g)和的热化学方程式为。

（2）电解尿素CO(NH₂)₂的碱性溶液制氢的装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为。

（3）是一种储氢合金。350℃时，与反　　　

应，生成MgCu₂和仅含一种金属元素的氢化物（其中

氢的质量分数为0.077）。则与反应的化学

方程式为　　　。

Ⅱ、碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点。一定温度下，在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生可逆反应：。为模拟该反应，在实验室中准确称取0.508 g碘、0.6992 g金属钨放置于50.0 mL密闭容器中，在一定温度下反应。如图是混合气体中的蒸气的物质的量随时间变化关系的图象，其中曲线I(0～t₂时间段)的反应温度为450 ℃，曲线Ⅱ(从t₂时刻开始)的反应温度为530℃。