研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源.解决当前应用最广泛的碳源到本世纪中叶将枯竭的危机.同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应.实现CO2的良性循环.(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气.下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图.①写� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

研究表明丰富的CO₂完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO₂累积所产生的温室效应，实现CO₂的良性循环。
（1）目前工业上有一种方法是用CO₂和H₂在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO₂和1.5 mol H₂转化率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式：                      。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是    。
a．容器中压强不变         b．H₂的体积分数不变
c．c(H₂)=3c(CH₃OH)        d．容器中密度不变
e．2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂。
（2）人工光合作用能够借助太阳能，用CO₂和H₂O制备化学原料．下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题：

①该过程是将           转化为           。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)
②催化剂b表面的电极反应方程式为                                     。
（3）某国科研人员提出了使用氢气和汽油（汽油化学式用C₈H₁₈表示）混合燃料的方案，以解决汽车CO₂的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH₂产生H₂和用汽油箱贮存汽油供发动机使用，储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO₂，该系统反应如下图所示：

解决如下问题：
①写出CaH₂的电子式                     。
②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是：             。
③如该系统反应均进行完全，试写出该系统总反应的化学方程式                。

（1）①CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) △H =－49 kJ·mol^-1(3分))②bd (2分，多选错选0分，漏选1个给1分)
（2）①太阳能化学能(各1分) ②CO₂+2e^－+2H⁺=HCOOH(2分)
（3）①(2分)
②2：1(2分) ③16CaH₂+ 2C₈H₁₈+41O₂=16CaCO₃+34 H₂O(2分)

解析试题分析：（1）①由所给能量变化示意图可知，1mol CO₂和3molH₂转化率达100%时放出热量49kJ，所以该反应的热化学方程式为：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) △H =－49 kJ·mol^-1
②a、该反应是在恒压容器中进行，所以压强始终不变，不能判断该反应达到化学平衡状态，错误；b、达平衡时，各物质的含量都不再改变，氢气的体积分数恒定，可以判断该反应达到化学平衡状态，正确c、平衡时，氢气和甲醇的浓度不一定具备化学计量数的比例关系，不能判断该反应达到化学平衡状态，错误；d、由于该反应是反应前后气体的物质的量改变的反应，当压强不变时，容器体积在减小，密度增大，当平衡时气体密度不再增大，保持不变，能判断该反应达到化学平衡状态，正确；e、反应的任何状态时都有2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂，不能判断该反应达到化学平衡状态，错误，答案选bd；
（2）①该图是利用太阳能将二氧化碳转化为HCOOH，所以是把太阳能转化为化学能；②根据电子的流动方向，催化剂b相当于原电池的正极，发生还原反应，所以发生的反应为CO₂+2e^－+2H⁺=HCOOH；
（3）①CaH₂是离子化合物，其电子式为；
②反应1是CaH₂与H₂O反应生成氢氧化钙和氢气，反应中CaH₂作还原剂，水作氧化剂，可写出发生的化学方程式CaH₂+2H₂O=Ca(OH)₂+H₂↑，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比是2:1；
③由反应的流程图可知，最终产物是CaCO₃、H₂O。反应1生成的氢气与氧气反应生成水，汽油与氧气反应生成二氧化碳和水，其中二氧化碳用于和反应1产生的氢氧化钙的反应，将发生反应的化学方程式叠加，消去中间产物二氧化碳、氢气、氢氧化钙，最后的产物只有水和碳酸钙，所以总反应方程式为16CaH₂+ 2C₈H₁₈+41O₂=16CaCO₃+34H₂O。
考点：考查热化学方程式、电子式、电极反应式的书写，化学平衡的判断，能量转化的判断，方程式叠加法的应用

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：填空题

（16分）汽车尾气是城市空气的主要污染物之一，其主要有害成分是CO、氮氧化物（NOx）等。
（1）NOx产生的原因之一是汽车发动机工作时引发N₂和O₂反应，其能量变化值如右图所示，

则：N₂(g)＋O₂(g)2NO(g) △H=　　  。
（2）汽车尾气中CO、NO_x的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究，测得NO转化为N₂的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图一。

① NO与CO混存时，相互反应的化学方程式为                              。
② 1000K，n(NO)/n(CO)=5:4时，NO的转化率为75%，则CO的转化率约为       。
③ 由于n(NO)/n(CO)在实际过程中是不断变化的，保证NO转化率较高的措施是将温度大约控制在              K之间。
（3）汽车尾气中NO_x有望通过燃料电池实现转化。已经有人以 NO₂、O₂和熔融NaNO₃制成了燃料电池，其原理如图二。
① 图中石墨Ⅱ为电池的             极。
② 在该电池使用过程中，石墨I电极上的产物是氧化物Y，其电极反应式为      。
（4）甲醇也可用于燃料电池。工业上采用反应CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH<0合成甲醇。
① 在恒容密闭反应器中，H₂的平衡转化率与温度、压强的关
系如图三所示，则A、B、C三点处对应平衡常数(K_A、K_B、K_C)的
大小关系为        。

② 某高温下，将6molCO₂和8molH₂充入2L密闭容器中发生
反应，达到平衡后测得c(CO₂)=2.0mol·L^-1，则该温度下反应的平
衡常数值为      。

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：填空题

化学反应原理对于工业生产和科研有重要意义
I、下列三个化学反应的平衡常数（K₁、K₂、K₃）与温度的关系分别如下表所示：

化学反应	平衡常数	温度
化学反应	平衡常数	973 K	1173 K
①Fe(s)＋CO₂(g)FeO(s)＋CO(g)	K₁	1．47	2．15
②Fe(s)＋H₂O(g)FeO(s)＋H₂(g)	K₂	2．38	1．67
③CO(g) ＋H₂O(g)CO₂(g) ＋H₂(g)	K₃	？	？

请回答：
（1）反应①是（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₃＝__________(用K₁、K₂表示)。
（3）要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动，可采取的措施有 _____(填写字母序号)。
A．缩小反应容器的容积
B．扩大反应容器的容积
C．升高温度
D．使用合适的催化剂
E．设法减小平衡体系中的CO的浓度
（4）若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示：

①可见反应在t₁、t₃、t₇时都达到了平衡，而t₂、t₈时都改变了一种条件，试判断改变的是什么条件：t₂时__________________； t₈时__________________。
②若t₄时降压， t₆时增大反应物的浓度，请在图中画出t₄～t₆时逆反应速率与时间的关系线。
II、（5）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO₂，还要求提供充足的O₂．某种电化学装置可实现如下转化：2CO₂＝2CO+O₂，CO可用作燃料．已知该装置的阳极反应为：4OH^--4e^-＝O₂↑+2H₂O，则阴极反应为。
（6）某空间站能量转化系统的局部如图所示，其中的燃料电池采用KOH溶液作电解液。

如果某段时间内，氢氧储罐中共收集到33．6L气体（已折算成标准状况），则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为 mol。

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：填空题

已知反应①Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g)　ΔH=akJ·mol^-1,平衡常数为K;
反应②CO(g)+1/2O₂(g)CO₂(g)　ΔH=bkJ·mol^-1;
反应③Fe₂O₃(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO₂(g)　ΔH=ckJ·mol^-1。测得在不同温度下,K值如下:

温度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2.40

(1)若500 ℃时进行反应①,CO₂的起始浓度为2 mol·L^-1,CO的平衡浓度为　　　　。
(2)反应①为　　　　(选填“吸热”或“放热”)反应。
(3)700 ℃时反应①达到平衡状态,要使该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有　　　　(填序号)。
A.缩小反应器体积 B.通入CO₂
C.温度升高到900 ℃ D.使用合适的催化剂
E.增加Fe的量
(4)下列图像符合反应①的是　　　　(填序号)(图中v为速率,φ为混合物中CO含量,T为温度且T₁>T₂)。

(5)由反应①和②可求得,反应2Fe(s)+O₂(g)

2FeO(s)的ΔH=　　　　。
(6)请运用盖斯定律写出Fe(固体)被O₂(气体)氧化得到Fe₂O₃(固体)的热化学方程式:　。

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：填空题

(1)1.00 L 1.00 mol·L^－1 H₂SO₄溶液与2.00 L 1.00 mol·L^－1 NaOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，表示生成1 mol H₂O的热化学方程式为_________________________
(2)在25 ℃、101 kPa时，1.00 g C₆H₆(l)燃烧生成CO₂(g)和H₂O(l)，放出41.8 kJ的热量，C₆H₆的标准燃烧热为____________kJ·mol^－1，该反应的热化学方程式为_______________________________________________

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：填空题

乙醇汽油含氧量达35%,使燃料燃烧更加充分,使用车用乙醇汽油，尾气排放的CO和碳氢化合物平均减少30%以上,有效的降低和减少了有害的尾气排放。但是汽车使用乙醇汽油并不能减少NO_x的排放，对NO_x的有效消除成为环保领域的重要课题。NO_x排入空气中，形成酸雨，造成空气污染。NO_x中有一种红棕色气体，其溶于水的方程式是。
（2）已知NO₂和N₂O₄的结构式分别是和。

物质	NO₂	N₂O₄
化学键	N＝O	N—N	N＝O
键能（kJ/mol）	466	167	438

写出NO₂转化N₂O₄的热化学方程式。
（3）研究人员在汽车尾气系统中装置催化转化剂，可有效降低NO_x的排放。
① 写出用CO还原NO生成N₂的化学方程式。
② 在实验室中模仿此反应，在一定条件下的密闭容器中，测得NO转化为N₂的转化率随温度变化情况和n (NO)/n(CO)比例变化情况如下图。

为达到NO转化为N₂的最佳转化率，应该选用的温度和n(NO)/n(CO)比例分别为、；该反应的?H 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）用 C_xH_y(烃)催化还原NO_x也可消除氮氧化物生成无污染的物质。CH₄与NO发生反应的化学方程式为。

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：填空题

为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。
(1)实验测得，1 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出22.7 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式__________________________________
(2)已知反应CH₃—CH₃(g)―→CH₂=CH₂(g)＋H₂(g)，有关化学键的键能如下。

化学键	C—H	C=C	C—C	H—H
键能/kJ·mol^－1	414.4	615.3	347.4	435.3

试计算该反应的反应热___________________________
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行理论推算。试依据下列热化学方程式，计算反应2C(s)＋2H₂(g)＋O₂(g)=CH₃COOH(l)的焓变ΔH＝________。
①CH₃COOH(l)＋2O₂(g)=2CO₂(g)＋2H₂O(l)　ΔH₁＝－870.3 kJ·mol^－1
②C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₂＝－393.5 kJ·mol^－1
③H₂(g)＋1/2O₂(g)=H₂O(l)
ΔH₃＝－285.8 kJ·mol^－¹

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：填空题

纳米级Cu₂O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu₂O的三种方法：

方法Ⅰ	用炭粉在高温条件下还原CuO
方法Ⅱ	电解法，反应为2Cu + H₂O Cu₂O + H₂↑。
方法Ⅲ	用肼（N₂H₄）还原新制Cu(OH)₂

（1）工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu₂O而很少用方法Ⅰ，其原因是反应条件不易控制，若控温不当易生成          而使Cu₂O产率降低。
（2）已知：2Cu(s)＋1/2O₂(g)=Cu₂O(s)   △H = -akJ·mol^-1
C(s)＋1/2O₂(g)=CO(g)      △H = -bkJ·mol^-1
Cu(s)＋1/2O₂(g)=CuO(s)    △H = -ckJ·mol^-1
则方法Ⅰ发生的反应：2CuO(s)＋C(s)= Cu₂O(s)＋CO(g)；△H =      kJ·mol^-1。
（3）方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH^－的浓度而制备纳米Cu₂O，装置如图所示,该电池的阳极生成Cu₂O反应式为                                        。

（4）方法Ⅲ为加热条件下用液态肼（N₂H₄）还原新制Cu(OH)₂来制备纳米级Cu₂O，同时放出N₂。该制法的化学方程式为。
（5）在相同的密闭容器中，用以上两种方法制得的Cu₂O分别进行催化分解水的实验：

△H >0
水蒸气的浓度（mol/L）随时间t(min)变化如下表所示。

序号	温度	0	10	20	30	40	50
①	T₁	0.050	0.0492	0.0486	0.0482	0.0480	0.0480
②	T₁	0.050	0.0488	0.0484	0.0480	0.0480	0.0480
③	T₂	0.10	0.094	0.090	0.090	0.090	0.090

下列叙述正确的是（填字母代号）。
A．实验的温度:T₂<T₁
B．实验①前20 min的平均反应速率 v(O₂)=7×10^-5 mol·L^-1 min^-1
C．实验②比实验①所用的催化剂催化效率高

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：填空题

真空碳热还原—氯化法可实现由铝土矿制备金属铝,其相关反应的热化学方程式如下:
Al₂O₃(s)+AlCl₃(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g)　ΔH="a" kJ·mol^-1
3AlCl(g)2Al(l)+AlCl₃(g)　ΔH="b" kJ·mol^-1
反应Al₂O₃(s) +3C(s)2Al(l)+3CO(g)的ΔH=　　　　 kJ·mol^-1(用含a、b的代数式表示)。

查看答案和解析>>

同步练习册答案

练习册

高中

初中

小学