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综合利用CO2对环境保护及能源开发意义重大.
(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2.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
(2)Li2O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
 

(3)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:CO2+H2O
 电解 
.
高温
CO+H2+O2
已知:

①反应Ⅱ是
 
反应(填“吸热”或“放热”),其原因是
 

②反应A的热化学方程式是
 

(4)高温电解技术能高效实现(3)中反应A,工作原理示意图如图:

①电极b发生
 
(填“氧化”或“还原”)反应.
②CO2在电极a放电的反应式是
 

(5)CO与H2在高温下合成C5H12(汽油的一种成分)减少碳排放.已知燃烧1mol C5H12(g)生成H2O(g)放出约3540kJ的热量.根据化学平衡原理,说明提高合成C5H12的产率可采取的措施是
 
考点:常见的生活环境的污染及治理,反应热和焓变,化学电源新型电池
专题:化学反应中的能量变化,电化学专题,化学应用
分析:(1)二氧化碳为酸性气体,Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2与氧化性无关;
(2)根据题干信息,反应物为CO2与Li4SiO4,生成物有Li2CO3,根据质量守恒进行解答;
(3)①当反应物的能量低于生成物总能量时,反应是吸热反应,吸热反应是化学反应中反应物获得能量在生成物中储存的过程;②根据图示反应Ⅰ和反应Ⅱ书写热化学反应方程式,构造目标方程式利用盖斯定律解答;
(4)二氧化碳、水分别在a极得到电子发生还原反应生成一氧化碳、氢气,同时生成氧离子;电极b氧离子失去电子发生氧化反应生成氧气;
(5)反应为5CO+11H2?C5H12+5H2O△H<0,提高合成C5H12的产率,应使平衡向正反应方向移动,结合方程式的特点和影响化学平衡的条件解答;
解答: 解:(1)a.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
 500℃ 
.
700℃
Li2CO3+Li2SiO3
故答案为:CO2+Li4SiO4
 500℃ 
.
700℃
Li2CO3+Li2SiO3
(3)①△H>0表示吸热,反之放热,当反应物的能量低于生成物总能量时,反应是吸热反应,所以反应Ⅰ为放热反应,
反应Ⅱ为吸热反应,
故答案为:吸热;反应物总能量低于生成物总能量(或△H>0);
②根据图示反应Ⅰ:H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ/mol,根据图示反应Ⅱ:CO2(g)=CO(g)+
1
2
O2(g)△H=+283.0KJ/mol,反应A:CO2+H2O
 电解 
.
高温
CO+H2+O2,为Ⅱ-Ⅰ所得,所以热化学方程式为:CO2(g)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)+O2(g)△H=+524.8 kJ?mol-1
故答案为:CO2(g)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)+O2(g)△H=+524.8 kJ?mol-1
(4)①CO2+H2O
 电解 
.
高温
CO+H2+O2,二氧化碳中的碳元素化合价降低,被还原,水中的氢元素化合价降低被还原,反应物中的氧元素化合价升高,被氧化,失去电子发生氧化反应生成氧气;
故答案为:氧化;
②二氧化碳在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+O2-
故答案为:CO2+2e-═CO+O2-
(5)①CO2(g)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)+O2(g)△H=+524.8 kJ?mol-1;②C5H12(l)+8O2(g)=5CO2(g)+6H2O(g)△H=-3540KJ?mol-1,③H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ/mol,由三者可知:③×6-①×5-②可得5CO(g)+11H2(g)?C5H12(g)+5H2O(g)△H=-533.6kJ/mol,提高合成C5H12的产率,应使平衡向正反应方向移动,所以可采取增大压强或及时将生成的C5H12分离出去或降低温度,
故答案为:增大压强或及时将生成的C5H12分离出去或降低温度;
点评: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,运用盖斯定律结合化学平衡移动的影响因素是解答(5)的关键,题目难度中等.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

如图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图,下列说法不正确的是(  )
A、X、Z两种元素的离子半径相比前者较大
B、M、N两种元素的气态氢化物的稳定性相比后者较强
C、X与M两种元素组成的化合物不仅能与碱反应,还能与某些酸反应
D、工业上常用电解Y和N形成的化合物的水溶液制取Y的单质

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科目:高中化学 来源: 题型:

设NA代表阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是(  )
A、60 g二氧化硅与12 g金刚石中含有的共价键数均为4NA
B、氧气与臭氧的混合气体含NA个氧原子时,其体积在标准状况下为11.2 L
C、4g重水(D2O)中所含中子数为2NA
D、含0.1 mol FeCl3的溶液中阳离子个数为0.1NA

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科目:高中化学 来源: 题型:

氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.请回答下列问题:
(1)在固定体积的密闭容器中,进行合成氨的反应,测得压强变化和NH3的含量关系如下表所示,请完成下列问题:
压强(MPa) 1 5 10 30 60 100
NH3% 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4
①结合实验数据,你得出的结论是:
 

②下列能判断该反应达到化学平衡状态的依据是:
 
(填序号).
A.v(N2(正)=3v(H2(逆)  B.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
C.混合气体的密度保持不变     D.NH3的生成速率等于NH3的分解速率
E.容器内压强保持恒定         F.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(2)若有甲、乙两个容积相同且不变的密闭容器,向甲容器中加入1mol N2和3mol H2,在一定条件下到达平衡时放出热量为Q1 kJ;在相同的条件下,向乙容器中加入2mol NH3达到平衡后吸收热量为Q2 kJ,已知Q2=3Q1.则甲容器中H2的转化率为
 

(3)最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氨的电解法合成,大大提高了氮气和氢气的转化率.总反应式为:N2+3H2
通电
一定条件
2NH3.则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入
 
极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”);在另一电极通入N2,该电极反应式为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体.
(1)4CO(g)+2NO2(g)═4CO2(g)+N2(g)△H=-1 200kJ?mol-1
对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图象正确的是
 
(填代号).
(2)汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H<0.
820℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,起始时按照下表进行投料,达到平衡状态,K=1.0.
起始物质的量
n(H2O)/mol 0.10 0.20 0.20
n(CO)/mol 0.10 0.10 0.20
①该反应的平衡常数表达式为
 

②平衡时,甲容器中CO的转化率是
 
.比较下列容器中CO的转化率:乙
 
甲;丙
 
甲(填“>”、“=”或“<”).
③丙容器中,通过改变温度,使CO的平衡转化率增大,则温度
 
(填“升高”或“降低”),平衡常数K
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).

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科目:高中化学 来源: 题型:

已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,其中元素A的单质在常温下呈气态,元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,元素C在同周期的主族元素中原子半径最大,元素D的合金是日常生活中常用的金属材料.常温常压下,E单质是淡黄色固体,常在火山口附近沉积.
(1)D在元素周期表中的位置为
 
,C和E离子半径大小比较
 

(2)A2E的燃烧热△H=-a kJ?mol-1,写出A2E燃烧反应的热化学方程式:
 

(3)CA的电子式为
 
;AB形成的晶体熔点
 
(填“大于”“小于”或“无法判断”)CE形成的晶体熔点.
(4)甲、乙、丙分别是B、D、E三种元素最高价含氧酸的钠盐,甲、乙都能与丙发生反应,且丙用量不同,反应的产物不同.写出向丙溶液中缓慢滴加过量的乙溶液过程中反应的离子方程式:
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

Ⅰ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.回答下列关于氮元素的有关问题.
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染.已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ?mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ?mol-1
③H2O(g)=H2O(l);△H=-44.0kJ?mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式
 

(2)用活性炭还原法处理氮氧化物,有关反应为:C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2 (g).某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度/mol?L-1
时间/min
NO N2 CO2
0 1.00 0 0
10 0.58 0.21 0.21
20 0.40 0.30 0.30
30 0.40 0.30 0.30
40 0.32 0.34 0.17
50 0.32 0.34 0.17
①10min~20min以v(CO2) 表示的反应速率为
 

②该反应的平衡常数的表达式为:K=
 
,根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为K=
 
(保留两位小数).
③30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是
 

Ⅱ.已知:在常温时  H2O?H++OH-   KW=10-14 CH3COOH?H++CH3COO- Ka=1.8×10-5
(3)常温时,0.5mol?L-1醋酸钠溶液pH为m,1mol?L-1醋酸钠溶液pH为n,则m与n的关系为
 
(填“大于”“小于”或“等于”);
(4)某温度下(已知:KSP[Mg(OH)2]=1.8×10-11、KSP[Zn(OH)2]=1.2×10-17
KSP[Cd(OH)2]=2.5×10-14、0.9mol?L-1醋酸钠溶液中的氢氧根离子浓度为2.2×10-5mol?L-1)在某溶液中含Mg2+、Cd2+、Zn2+三种离子的浓度均为0.01mol?L-1.向其中加入固体醋酸钠,使其浓度为0.9mol?L-1,以上三种金属离子中能生成沉淀的有
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

(1)下列分子中,属于平面型构型的有
 

A.CCl4 B.PH3 C.BBr3 D.COCl2
(2)H2O分子间因存在“氢键”的作用而彼此结合形成(H2O)n.在该分子形成的晶体中每个H2O分子被4个H2O分子包围形成变形的四面体,通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体,其结构示意图如图甲所示.
请回答下列问题:
①含1mol H2O的该晶体中有
 
个“氢键”.
②请说明H2O比H2S的沸点高的原因
 

(3)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,Au原子的价电子排布式为
 
;一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中Cu原子处于面心、Au原子处于顶点位置,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为
 
;该晶体中,原子之间的作用力是
 

(4)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中.若将Cu原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构CaF2的结构(如图乙)相似,该晶体储氢后的化学式应为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列关于有机物的叙述不正确的是(  )
A、淀粉、纤维素都属于糖类且互为同分异构体
B、戊烷(C5H12)有三种同分异构体
C、乙醇、乙酸、葡萄糖均能发生酯化反应
D、福尔马林、医用酒精均能使蛋白质变性,可用作消毒剂

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