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    最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇．“绿色自由”构想技术流程如下：

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    （1）在合成塔中，若有2.2kgCO2与足量H2恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出2473.5kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式______．
    （2）①上述合成反应具有一定的可逆性，从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，而实际生产中采用300°C的温度，其原因是______．
    ②“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”，上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外，还包括______．
    ③下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是______．
    A．升高温度                       B．充入He（g），使体系压强增大
    C．将H2O（g）从体系中分离         D．再充入1molCO2和3molH2
    （3）甲醇可制作燃料电池．写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式______．当电子转移的物质的量为______时，参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）．
    （4）常温下，0.1mol/L KHCO3溶液的pH大于8，则溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为：______．
    （1）2.2kgCO2的物质的量为：
    2200g
    44g/mol
    =50mol，生成1mol甲醇放出热量为：
    2473.5kJ
    50mol
    =49.47kJ/mol，则合成塔中发生反应的热化学方程式为：
    CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.47kJ?mol-1，故答案为：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.47kJ?mol-1；
    （2）①实际生产中采用300°C的温度，是因为在用300°C时，催化剂活性最大，反应速率最快，故采用此温度，故答案为：考虑到催化剂的催化活性，加快反应速率；
    ②从反应流程来看，分解池需要高温水蒸气，而合成塔温度在300°C，故分离出甲醇后，水蒸气可循环利用，故答案为：高温水蒸气；
    ③使n（CH3OH）/n（CO2）增大，平衡应向正反应方向移动，升高温度，平衡逆向移动；充入氦气，反应体系浓度不变，对平衡无影响；将H2O（g）从体系中分离，减少了生成物浓度，平衡正向进行；再充入1molCO2和3molH2，相当于加压，平衡正向进行，只有CD符合，故答案为：CD；
    （3）负极上燃料甲醇失电子发生氧化反应，考虑电解质的参与反应，故电极反应式为：CH3OH+8OH?-6e-═CO32-+6H2O，
    n（O2）=
    6.72L
    22.4L/mol
    =0.3mol，1molO2反应转移4mol电子，故0.3molO2转移1.2mol，
    故答案为：CH3OH+8OH?-6e-═CO32-+6H2O；1.2mol；
    （4）由于碳酸氢根水解，所以c（K+）＞c（HCO3-），由于水解是微弱的，所以c（HCO3-）＞c（OH-），溶液显碱性，所以c（OH-）＞c（H+），
    氢离子来源于两个方面，一是水的电离，二是碳酸氢根的电离，故c（H+）＞c（CO32-），由此可知离子浓度大小关系为：
    c（K+）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）＞c（CO32-），
    故答案为：c（K+）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）＞c（CO32-）．
    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：

    德国克莱斯公司成功研制了利用甲醇车载制氢氧燃料电池工艺，其原理如图1所示，请观察此图回答：
    （1）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
    ①CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）；△H=+49.0kJ?mol-1
    ②2CH3OH（g）+O2（g）=2CO2（g）+4H2（g）；△H=-385.8kJ?mol-1
    下列说法正确的是
    BCD
    BCD

    A．反应①中反应物的总能量高于生成物的总能量
    B．反应①中拆开CH3OH（g）和H2O（g）中的化学键所需能量大于形成CO2（g）和3H2（g） 中的化学键所释放的能量
    C．CH3OH蒸气的燃烧热为大于192.9kJ?mol-1
    D．根据②推知反应：2CH3OH（l）+O2（g）=2CO2（g）+4H2（g）的△H＞-385.8kJ?mol-1
    （2）最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇．若有2.2kg CO2与足量H2恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出2473.5kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式
    CO2（g）+3H2（g）=H2O（g）+CH3OH（g）△H=-49.47kJ/mol
    CO2（g）+3H2（g）=H2O（g）+CH3OH（g）△H=-49.47kJ/mol
    ．
    （3）可给笔记本电脑供电的甲醇燃料电池已经面世，其结构示意图如图2．甲醇在催化剂作用下提供质子
    （H+）和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一电极后与氧气反应，电池总反应为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O．b处通入的物质是
    氧气或空气
    氧气或空气
    ，负极反应式为：
    CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
    CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇．“绿色自由”构想技术流程如下：

    （1）在合成塔中，若有2.2kgCO2与足量H2恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出2473.5kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式
    CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.47kJ?mol-1
    CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.47kJ?mol-1
    ．
    （2）①上述合成反应具有一定的可逆性，从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，而实际生产中采用300°C的温度，其原因是
    考虑到催化剂的催化活性，加快反应速率
    考虑到催化剂的催化活性，加快反应速率
    ．
    ②“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”，上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外，还包括
    高温水蒸气
    高温水蒸气
    ．
    ③下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是
    CD
    CD
    ．
    A．升高温度                       B．充入He（g），使体系压强增大
    C．将H2O（g）从体系中分离         D．再充入1molCO2和3molH2
    （3）甲醇可制作燃料电池．写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式
    CH3OH+8OH?-6e-═CO32-+6H2O
    CH3OH+8OH?-6e-═CO32-+6H2O
    ．当电子转移的物质的量为
    1.2mol
    1.2mol
    时，参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）．
    （4）常温下，0.1mol/L KHCO3溶液的pH大于8，则溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为：
    c（K+）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）＞c（CO32-）
    c（K+）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）＞c（CO32-）
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2010?崇文区一模）最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇．“绿色自由”构想技术流程如图1所示：

    （1）分解池中发生分解反应的物质是
    KHCO3
    KHCO3
    ．
    （2）在合成塔中，若有2.2kg CO2与足量H2恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出2473.5kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式
    CO2（g）+3H2（g）=H2O（g）+CH3OH（g）△H=-49.47kJ/mol
    CO2（g）+3H2（g）=H2O（g）+CH3OH（g）△H=-49.47kJ/mol
    ．
    （3）①从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，而实际生产中采用300℃的温度，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是
    考虑反应快慢
    考虑反应快慢
    ．
    ②从合成塔中分离出甲醇的原理与下列哪个相符
    c
    c
    （选填字母）．
    a．过滤b．分液c．蒸馏
    ③“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”，上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外，还包括
    高温水蒸气
    高温水蒸气
    ．
    （4）图2是甲醇燃料电池的结构示意图．已知电池总反应为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O．通入a-端的电极是
    负极
    负极
    （填“正极”或“负极”），负极发生的电极反应是
    CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
    CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    精英家教网为减小CO2对环境的影响，在限制其排放量的同时，应加强对CO2创新利用的研究．
    （1）①把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液．②在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体．写出②中反应的化学方程式
     
    ．
    （2）如将CO2与H2 以1：3的体积比混合．
    ①适当条件下合成某烃和水，该烃可能是
     
    （填序号）．
    A．烷烃      B．烯烃     C．炔烃    D．苯的同系物
    ②适当条件下合成燃料甲醇和水．在体积为2L的密闭容器中，充入2mol CO2和6mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol．测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．从反应开始到平衡，氢气的反应速率v（H2）=
     
    ；氢气的转化率=
     
    ；能使平衡体系中n（CH3OH）增大的措施有
     
    ．（任写两种即可）
    （3）如将CO2与H2 以1：4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4．
    已知：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1=-890.3kJ/mol
    H2（g）+
    1
    2
    O2（g）═H2O（l）△H2=-285.8kJ/mol则CO2（g）与H2（g）反应生成CH4（g）与液态水的热化学方程式是
     
    ．
    （4）最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇．甲醇可制作燃料电池．写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式
     
    ．当电子转移的物质的量为
     
    时，参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）．
    （5）某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量，经查得一些物质在20℃的数据如下表．
    溶解度（S）/g 溶度积（Ksp）
    Ca（OH）2 Ba（OH）2 CaCO3 BaCO3
    0.16 3.89 2.9×10-9 2.6×10-9
    吸收CO2最合适的试剂是
     
    [填“Ca（OH）2”或“Ba（OH）2”]溶液，实验时除需要测定工业废气的体积（折算成标准状况）外，还需要测定
     
    ．

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    科目：高中化学 来源：2010-2011学年山东省高三第三次模拟考试（理综）化学部分 题型：填空题

    过度排放CO2会造成温室效应，最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下：

    （1）写出吸收池中主要反应的离子方程式                           ；

    在合成塔中，若有2.2kgCO2与足量H2恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出2473.5kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式                          。

    （2）“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”，上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外，还包括              。

    （3）甲醇可制作燃料电池。写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式             。当电子转移的物质的量为            时，参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）。

    （4）工业上常以CO和H2为主要原料，生产甲醇。

    某密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)；CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。

    ①若A、B两点表示在某时刻达到的平  衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数K=               ；此时在B点时容器的体积VB       10L（填“大于”、“小于”或“等于”）。

    ②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA       tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。

    ③在不改变反应物用量情况下，为提高 CO转化率可采取的措施是                （答出两点即可）。

     

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