當(dāng)前位置： 2014-2015學(xué)年江西省撫州市金溪一中高三（上）第三次周考化學(xué)試卷> 試題詳情

CO₂和CH₄是兩種重要的溫室氣體，通過CH₄和CO₂反應(yīng)制造更高價(jià)值化學(xué)品是目前的研究目標(biāo)．

（1）250℃時(shí)，以鎳合金為催化劑，向4L容器中通入6mol CO₂、6mol CH₄，發(fā)生如下反應(yīng)：CO₂ （g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）．平衡體系中各組分體積分?jǐn)?shù)如下表：

物質(zhì) CH₄ CO₂ CO H₂

體積分?jǐn)?shù) 0.1 0.1 0.4 0.4

①此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
64
64

②已知：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-890.3kJ?mol^-1
CO（g）+H₂O （g）=CO₂（g）+H₂ （g）△H=+2.8kJ?mol^-1
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1
反應(yīng)CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）的△H=
+247.3kJ?mol^-1
+247.3kJ?mol^-1

（2）以二氧化鈦表面覆蓋Cu₂Al₂O₄為催化劑，可以將CO₂和CH₄直接轉(zhuǎn)化成乙酸．
①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖1所示．250～300℃時(shí)，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是
溫度超過250℃時(shí)，催化劑的催化效率降低
溫度超過250℃時(shí)，催化劑的催化效率降低

②為了提高該反應(yīng)中CH₄的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是
增大反應(yīng)壓強(qiáng)、增大CO₂的濃度
增大反應(yīng)壓強(qiáng)、增大CO₂的濃度

③將Cu₂Al₂O₄溶解在稀硝酸中的離子方程式為
3Cu₂Al₂O₄+32H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+6Al³⁺+2NO↑+16H₂O
3Cu₂Al₂O₄+32H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+6Al³⁺+2NO↑+16H₂O

（3）Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂．①如果尋找吸收CO₂的其他物質(zhì)，下列建議合理的是
ab
ab

a.可在堿性氧化物中尋找
b.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中尋找
c.可在具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)中尋找
②Li₂O吸收CO₂后，產(chǎn)物用于合成Li₄SiO₄，Li₄SiO₄用于吸收、釋放CO₂．原理是：在500℃，CO₂與Li₄SiO₄接觸后生成Li₂CO₃；平衡后加熱至700℃，反應(yīng)逆向進(jìn)行，放出CO₂，Li₄SiO₄再生，說明該原理的化學(xué)方程式是
CO₂+Li₄SiO₄?Li₂CO₃+Li₂SiO₃
CO₂+Li₄SiO₄?Li₂CO₃+Li₂SiO₃

（4）利用反應(yīng)A可將釋放的CO₂轉(zhuǎn)化為具有工業(yè)利用價(jià)值的產(chǎn)品．反應(yīng)A：CO₂+H₂O

電解

高溫
CO+H₂+O₂
高溫電解技術(shù)能高效實(shí)現(xiàn)（3）中反應(yīng)A，工作原理示意圖如圖2：CO₂在電極a放電的反應(yīng)式是
CO₂+2e^-═CO+O^2-
CO₂+2e^-═CO+O^2-
．

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；熱化學(xué)方程式；原電池與電解池的綜合；化學(xué)平衡的影響因素．

【答案】64；+247.3kJ?mol^-1；溫度超過250℃時(shí)，催化劑的催化效率降低；增大反應(yīng)壓強(qiáng)、增大CO₂的濃度；3Cu₂Al₂O₄+32H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+6Al³⁺+2NO↑+16H₂O；ab；CO₂+Li₄SiO₄?Li₂CO₃+Li₂SiO₃；CO₂+2e^-═CO+O^2-

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：8引用：1難度：0.5

相似題

1．SO₂和NO₂是形成酸雨的主要成分，也是大氣的污染物，不能隨意排放到空氣中。請(qǐng)回答下列問題：
（1）已知，常溫下BaSO₃的K_sp為5.48×10^-7，飽和亞硫酸溶液中c（
SO
2
-
3
）=6.3×10^-8mol?L^-1．有同學(xué)認(rèn)為直接用0.1mol?L^-1BaCl₂溶液來吸收SO₂即可產(chǎn)生沉淀，請(qǐng)用以上數(shù)據(jù)分析這樣做是否可行

（填“可行”或“不可行”）
（2）已知：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₁=-196.6kJ?mol^-1；
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H₂=-113.0kJ?mol^-1。
則反應(yīng)NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=

kJ?mol^-1
（3）在一定條件下，NO₂和SO₂在一體積為2L的密閉容器中反應(yīng)，開始充入2molNO₂和3molSO₂，2min后達(dá)到平衡，此時(shí)生成SO₃的質(zhì)量為96g,則此時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率為

，該溫度下的平衡常數(shù)K=

。
（4）能說明反應(yīng)NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）達(dá)到平衡的是

。
A．混合氣體的總質(zhì)量不再變化
B．混合氣體的密度不再變化
C．混合氣體的顏色不再變化
D．各物質(zhì)的濃度不再變化
（5）采用電化學(xué)方法運(yùn)用火力發(fā)電排放出的SO₂制取硫酸已成現(xiàn)實(shí)。
①原電池法：某化學(xué)小組利用原電池原理，用SO₂和O₂來制備硫酸，裝置如圖1，電極為多孔材料，能吸附氣體，同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。溶液中H⁺的移動(dòng)方向由

（用A、B表示），B電極的電極反應(yīng)式為

。
②電解法：該小組用Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂得到NaHSO₃溶液，然后電解NaHSO₃溶液制得了硫酸，原理如圖2所示。寫出開始電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式

。
發(fā)布：2024/10/27 17:0:2組卷：4引用：1難度：0.5
解析
2．氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，以氫燃料為代表的綠色燃料有良好的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉栴}：
?
（1）在載人航天器中，可以利用CO₂與H₂反應(yīng)生成H₂O，通過電解水，從而實(shí)現(xiàn)O₂的再生。
①CO₂（g）+4H₂（g）═CH₄（g）+2H₂O（l） ΔH₁=-252.9kJ?mol^-1
②2H₂O（l）═2H₂（g）+O₂（g） ΔH₂=+534kJ?mol^-1
甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為

。
（2）工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。
Ⅰ.CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
Ⅱ.CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g） ΔH=-41.2kJ?mol^-1
①下列操作中，能提高反應(yīng)Ⅰ中CH₄（g）平衡轉(zhuǎn)化率的是

（填標(biāo)號(hào)）。
A.增加CH₄（g）用量
B.恒溫恒壓下通入惰性氣體
C.移除CO（g）
D.加入催化劑
②在恒溫恒壓下，按水碳比[
n
（
H
2
O
）
n
（
CO
）
]=
12
5
投料，總壓強(qiáng)為1.70MPa,達(dá)到平衡時(shí)CO₂、H₂和CH₄的分壓（某成分分壓=總壓×該成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）如表：

p（CO₂）/MPa 0.30 p（H₂）/MPa 0.30 p（CH₄）/MPa 0

則反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K_c=

。
（3）水煤氣反應(yīng)Ⅱ需在多個(gè)催化劑反應(yīng)層間進(jìn)行降溫操作以“去除”反應(yīng)過程中的余熱（如圖1所示），保證反應(yīng)在最適宜溫度附近進(jìn)行。
①在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，圖2中b～c段對(duì)應(yīng)降溫操作的過程，實(shí)現(xiàn)該過程的操作方法是

。
A.噴入冷水（蒸氣）
B.通過熱交換器換熱
C.按原水碳比通入冷的原料氣
②若采用噴入冷水（蒸氣）的方式降溫，在圖3中作出CO平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線

。
發(fā)布：2024/10/27 17:0:2組卷：19引用：1難度：0.5
解析
3．低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式，低碳經(jīng)濟(jì)的概念在中國正迅速從高端概念演變成全社會(huì)的行為，在新能源汽車、工業(yè)節(jié)能等多個(gè)領(lǐng)域都大有作為。請(qǐng)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識(shí)研究碳及其化合物的性質(zhì)
（1）實(shí)驗(yàn)室里常用NaOH溶液吸收CO₂，若用100mL 3mol?L^-1的NaOH溶液吸收4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）CO₂，完全吸收反應(yīng)后，所得溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?!--BA-->

（2）工業(yè)上可利用CO或CO₂來制備清潔液體燃料甲醇。已知：800℃時(shí)，化學(xué)反應(yīng)①、反應(yīng)②對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為2.5、1.0
反應(yīng)①：2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8kJ?mol^-1
反應(yīng)②：H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）△H=+41.2kJ?mol^-1
寫出用CO₂與H₂反應(yīng)制備甲醇的熱化學(xué)方程式

，800℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K的數(shù)值為

（3）利用光能和光催化劑，可將CO₂和H₂O（g）轉(zhuǎn)化為CH₄和O₂，紫外線照射時(shí)，在不同催化劑（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH₄產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖1所示，在0-15h內(nèi)，對(duì)反應(yīng)催化效果最好的催化劑是

（填序號(hào)）
（4）一定溫度下，在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)②，已知c（CO）隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線a如圖2所示，在t₁時(shí)刻改變一個(gè)條件，曲線a變?yōu)閎,則改變的條件是

，若在t₁時(shí)刻，將容器體積3L快速壓縮至2L，在圖上畫出變化曲線
（5）鋇及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，在地殼中常以硫酸鹽的形式存在，BaSO₄是難溶性鹽。工業(yè)上提取鋇時(shí)首先用Na₂CO₃溶液將BaSO₄轉(zhuǎn)化成難溶弱酸鹽（BaCO₃）．請(qǐng)寫出將BaSO₄轉(zhuǎn)化成BaCO₃的離子方程式

該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

（填具體數(shù)字），已知K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10mol²?L^-2，K_sp（BaCO₃）=2.5×10^-9mol²?L^-2
發(fā)布：2024/10/27 17:0:2組卷：9引用：1難度：0.5
解析

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物質(zhì)	CH₄	CO₂	CO	H₂
體積分?jǐn)?shù)	0.1	0.1	0.4	0.4