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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:189 题号:10496221
CO2的综合利用对温室气体的减排以及对减缓燃料危机等具有重要意义。
(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g)        ΔH=-75kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)       ΔH=-394kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=111kJ·mol-1
该催化重整反应的ΔH=____kJ·mol-1
(2)CH4-CO2催化重整反应通过热力学计算可得到的图象之一如图。

①200—400℃时,主要发生的反应的化学方程式为___
②当温度高于600℃时,随着温度的升高C的物质的量减少,其原因是__(用文字表达)。
(3)辅助的Al-CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。

电池的正极反应式:6O2+6e-=6O2-,6CO2+6O2-=3C2O+6O2
反应过程中O2的作用是___。电池的负极反应式为___
(4)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如题图所示。

①Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,该反应的离子方程式为___
②300~400℃时,乙酸的生成速率升高的原因是____

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【推荐1】甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)     ∆H1=-90kJ∙mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)     ∆H2=-41kJ∙mol-1
写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式_______
(2)在一定条件下,某密闭容器中进行上述二氧化碳与氢气制备甲醇的反应,反应过程中部分数据如下表:
反应条件反应时间CO2(mol)H2(mol)CH3OH(mol)H2O(mol)
恒温恒容(T1℃、2L)0min2600
10min4.5
20min1
30min1

①0到10min内,用H2O(g)表示的化学反应速率v(H2O)_______
②达到平衡时,该反应的平衡常数K_______(用最简分数表示)
③在其它条件不变的情况下,若30min时改变温度为T2℃,重新达到平衡时H2的物质的量为3.2mol,则T1_______T2(填“>”、“<”或“=”)
④在其他条件不变的情况下,若30min时向容器中再充1mol CO2(g)入和1mol H2O(g),则平衡___移动(填“正向”、“逆向”或“不”)
(3)以甲醇为燃料,以强碱做电解质溶液的新型燃料电池。
①该电池正极的电极反应式是_______
②若以此燃料电池为铅蓄电池充电,应将该燃料电池中通甲醇的电极连接蓄电池的_______(填正极或负极)
③若以该燃料电池作为电源,用石墨作电极电解500mL饱和食盐水,当两极共收集到标准状况下的气体1.12L(不考虑气体的溶解)时,所得溶液的pH=_______(假设反应前后溶液体积不变)。
2021-08-22更新 | 158次组卷
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【推荐2】TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途。
工业上用钛铁矿(主要成分是TiO2、少量FeO和Fe2O3)制备TiO2,再用TiO2制备TiCl4等产品的一种工艺流程如图所示:

已知:TiO2+发生水解反应的化学方程式为TiO2++(n+1)H2OTiO2·nH2O+2H
(1)硫酸与TiO2反应的离子方程式是_________________________
(2)由TiO2制取TiCl4时涉及的反应有:
TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(g)+2CO(g) ΔH1=-72 kJ·mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(g)+O2(g)ΔH2=+38.8 kJ·mol-1
C(s)+CO2(g)===2CO(g)ΔH3=+282.8 kJ·mol-1
①反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)在高温下能够自发进行的原因是_________________
②反应C(s)+O2(g)===CO2(g)的ΔH________
(3)向Ⅰ中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:2Fe3++Fe===3Fe2+;2TiO2+(无色)+Fe+4H===2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O;Ti3+(紫色)+Fe3++H2O===TiO2+(无色)+Fe2++2H
①结合信息判断Fe3+、TiO2+、Fe2+的氧化性强弱关系:________________________
②加入铁屑的作用是_______________________________________
(4)向Ⅱ中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,析出水合二氧化钛沉淀。请用化学平衡理论分析通入高温水蒸气的作用:________________________________________
(5)依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是_____________________(写出一条即可)。
(6)工业上可通过电解TiO2来获得Ti(同时产生O2):处理过的TiO2为阴极,石墨为阳极,熔融CaCl2为电解液,电解槽中加入炭块。阴极反应式为___________________;电解过程中需定期向电解槽中加入炭块的原因是___________________________
2018-02-07更新 | 74次组卷
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【推荐3】中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,相关成果由国际知名学术期刊《科学》在线发表,因此的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
为原料合成涉及的主要反应如下:
Ⅰ.   (主反应)
Ⅱ.   (副反应)
(1)反应Ⅰ的反应历程可分为如下两步:
i.   (反应速率较快)
ii.   (反应速率较慢)
_______
②相比于提高,提高对反应Ⅰ速率影响更大,原因是_______
(2)向恒压密闭容器中充入合成,发生主反应,温度对催化剂性能的影响如图所示,工业生产中综合各方面的因素后,反应选择800℃的原因是_______

(3)在800℃时,,充入一定容积的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,只发生主反应,初始压强为,一段时间达到平衡,产物的物质的量之和与剩余反应物的物质的量之和相等,该温度下反应的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)工业上也可用甲烷催化法制取乙烯,只发生如下反应:   
①在恒容绝热的容器中进行上述反应,下列不能用来判断达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再改变
B.容器中压强不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D.反应物的消耗量与任一产物的生成量的比值为一定值
②温度T时,向2L的恒容反应器中充入,仅发生上述反应,反应过程中的物质的量随时间变化如图所示:

实验测得为速率常数,只与温度有关,T温度时_______(用含有的代数式表示);当温度升高时,增大m倍,增大n倍,则m_______(填“>”“<”或“=”)n。
2022-11-04更新 | 281次组卷
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