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二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一.
(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解CO2,发生反应:2CO2(g)═2CO(g)+O2(g),该反应的△H
 
0,△S
 
0(选填“>”、“<”或“=”),在低温下,该反应
 
(填“能”或“不能”)自发进行.
(2)CO2转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后将H2与CO2转化为甲醇或其他化学品.你认为该方法需要解决的技术问题有
 

a.开发高效光催化剂
b.将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离,并与CO2发生催化转化
c.二氧化碳及水资源的供应.
分析:(1)该反应是分解反应,且CO燃烧时放热,所以该反应为吸热反应,即△H>0,因气体的物质的量增多,所以△S>0.△G=△H-T△S<0时,反应可自发进行;
(2)根据所以发生反应需要的条件可知需要解决的技术问题有:开发高效光催化剂;将光催化制取的氢从反应体系中有效分离,并与CO2催化转化.
解答:解:(1)该反应是分解反应,且CO燃烧时放热,所以该反应为吸热反应,即△H>0,因气体的物质的量增多,所以△S>0.△G=△H-T△S<0时,反应可自发进行,所以在低温下,该反应不能自发进行,
故答案为:>;>;不能;
 (2)根据所以发生反应需要的条件可知需要解决的技术问题有:开发高效光催化剂;将光催化制取的氢从反应体系中有效分离,并与CO2催化转化,二氧化碳和水供应充足,不用考虑,
故答案为:ab.
点评:本题考查焓变和熵变,通过焓变和熵变综合判断化学反应的自发性,二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题涉及催化剂开发、分离技术等技术,有新意但难度不大.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2013?湖州二模)二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一,科学家一般利用NaOH溶液或氨水喷淋“捕捉”空气中的CO2,用NaOH溶液“捕捉”空气中的CO2的流程如图1所示.

(1)下列有关该捕捉过程的叙述正确的有
AD
AD

A.捕捉到的CO2可制备其它化工产品,减少了温室气体排放
B.“反应分离室”中的反应要吸收大量热
C.整个过程中,只有一种物质可循环利用
D.能耗大是该捕捉技术的一大缺点
(2)一定条件光催化分解CO2发生反应:2CO2(g)2CO(g)+O2(g),该反应的△S
0、△H
0(填“>”、“<”、“=”)
(3)以CO2与H2为原料还可合成液体燃料甲醇(CH3OH),其反应的化学方程为:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H<0.
①将1mol CO2和3mol H2充入2L的密闭容器中发生上述反应,下列说法正确的是
BCD
BCD

A.若保持恒温,则达到平衡时反应速率3V(H2)=V(CH3OH)
B.若为绝热容器,当容器内混合气体的温度恒定时,该反应已达平衡状态
C.从反应开始至达到平衡的过程中,CO和H2的转化率均相等
D.保持温度不变,当反应已达平衡时,若向容器中再充入1mol CO2和3mol H2,当达到新平衡时,n(CH3OH):n(H2)将升高
②若其他条件不变,在恒容、温度T1时甲醇的物质的量与时间的图象如图2所示.请补充完成温度为T2(化学平衡常数K(T1)>K(T2))时甲醇的物质的量随时间变化的示意图.
③在一个有催化剂的固定容积的容器中加入1mol CO2,3mol H2,在一定温度下充分反应达到平衡,放出热量为a kJ.若在原来的容器中只加入1mol CH3OH(g)和1mol H2O(g),在相同温度下充分反应,达到平衡时吸收热量为b kJ.则反应CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) 的△H=
-(a+b)
-(a+b)
kJ?mol-1 (用含a、b的代数式表示).
(4)在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时甲醇与氧气的比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图3所示.则当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为
2CH3OH+O2
催化剂
2HCHO+2H2O
2CH3OH+O2
催化剂
2HCHO+2H2O

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科目:高中化学 来源:2013年浙江省湖州市高考化学二模试卷(解析版) 题型:解答题

二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一,科学家一般利用NaOH溶液或氨水喷淋“捕捉”空气中的CO2,用NaOH溶液“捕捉”空气中的CO2的流程如图1所示.

(1)下列有关该捕捉过程的叙述正确的有______
A.捕捉到的CO2可制备其它化工产品,减少了温室气体排放
B.“反应分离室”中的反应要吸收大量热
C.整个过程中,只有一种物质可循环利用
D.能耗大是该捕捉技术的一大缺点
(2)一定条件光催化分解CO2发生反应:2CO2(g)2CO(g)+O2(g),该反应的△S______0、△H______0(填“>”、“<”、“=”)
(3)以CO2与H2为原料还可合成液体燃料甲醇(CH3OH),其反应的化学方程为:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H<0.
①将1mol CO2和3mol H2充入2L的密闭容器中发生上述反应,下列说法正确的是______.
A.若保持恒温,则达到平衡时反应速率3V(H2)=V(CH3OH)
B.若为绝热容器,当容器内混合气体的温度恒定时,该反应已达平衡状态
C.从反应开始至达到平衡的过程中,CO和H2的转化率均相等
D.保持温度不变,当反应已达平衡时,若向容器中再充入1mol CO2和3mol H2,当达到新平衡时,n(CH3OH):n(H2)将升高
②若其他条件不变,在恒容、温度T1时甲醇的物质的量与时间的图象如图2所示.请补充完成温度为T2(化学平衡常数K(T1)>K(T2))时甲醇的物质的量随时间变化的示意图.
③在一个有催化剂的固定容积的容器中加入1mol CO2,3mol H2,在一定温度下充分反应达到平衡,放出热量为a kJ.若在原来的容器中只加入1mol CH3OH(g)和1mol H2O(g),在相同温度下充分反应,达到平衡时吸收热量为b kJ.则反应CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) 的△H=______kJ?mol-1 (用含a、b的代数式表示).
(4)在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时甲醇与氧气的比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图3所示.则当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为______

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