CO2是温室气体，CO2的利用是解决温室效应的有效途径。试回答下列问题：I.CO2催化制CH4在常压，Ru/TiO2催化下，CO2和H2混合气体(体积比1：4，-组卷网

题型：解答题-原理综合题难度：0.65 引用次数：133 题号：12501607

CO₂是温室气体，CO₂的利用是解决温室效应的有效途径。试回答下列问题：
I.CO₂催化制CH₄
在常压，Ru/TiO₂催化下，CO₂和H₂混合气体(体积比1：4，总物质的量a mol)进行反应，测得CO₂转化率、CH₄和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性：转化的CO₂中生成CH₄或CO的百分比)。
反应I　　 CO₂(g)+4H₂(g)

CH₄(g) + 2H₂O(g)　　　 △H₁
反应II　 CO₂(g) + H₂(g)

CO(g) + H₂O(g)　　　 △H₂

(1)①下列说法不正确的是___________
A．△H₁小于零　
B．温度可影响产物的选择性
C．CO₂平衡转化率随温度升高先增大后减少　　　　
D．其他条件不变，将CO₂和H₂的初始体积比改变为1：3，可提高CO₂平衡转化率
② 350℃时，反应I在t₁时刻达到平衡，平衡时容器体积为VL，该温度下反应I的平衡常数为___________(用a、V表示)。
II.CO₂电化学制CH₄
(2)图3表示以KOH溶液作电解质溶液进行电解的示意图，阴极的电极反应方程式为___________，电解一段时间后，阳极区KOH溶液的质量分数减小，其原因是___________。

(3)甲烷可以做燃料电池，具有广阔的开发和应用前景，某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验(如图4)。

①通入甲烷气体的电极是原电池的___________极，其电极反应式为___________。
②a电极反应式为___________。
③如图4所示U形管中氯化钠溶液的体积为800ml。闭合K后，若每个电池甲烷用量均为22.4ml(标况)，且反应完全。则理论上通过电解池的电量为___________(单个电子的电荷量e=1.6×10^-19C，结果保留三位有效数字)，若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，温度恢复为室温，则电解后U形管中溶液的pH为___________。
III.CO₂可用NaOH溶液吸收得到Na₂CO₃或NaHCO₃
(4)①Na₂CO₃俗称纯碱，因

水解而使其水溶液呈碱性，写出

第一步水解的离子方程式___________。已知25℃时，

第一步水解的水解常数K_h=2×10^﹣⁴mol/L，当溶液中c(

)：c(

)=20：1时，溶液的pH=___________。

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更新时间：2021-03-12 10:53:03 |

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【知识点】化学反应原理综合考查解读化学平衡常数的有关计算解读盐类水解规律原电池、电解池综合考查解读

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

名校

【推荐1】工业上烟气脱氮的原理NO(g)+NO₂(g)+2NH₃(g)

2N₂(g)+3H₂O(g)+Q(Q＞0)。
（1）该反应化学平衡常数K的表达式为___。如果平衡常数K值增大，对___（填“正反应”或“逆反应”）的速率影响更大。
（2）若反应在恒容条件下进行，能说明反应已达到平衡状态的是___（填序号）。
a.容器内混合物的质量不变
b.容器内气体的压强不变
c.反应消耗0.5molNO的同时生成1molN₂
d.NO₂的浓度不变
（3）向2L密闭容器中加入反应物，10min后达到平衡，测得平衡时气体的物质的量增加了0.2mol，则用H₂O(g)表示的平均反应速率为___。
（4）如图是P₁压强下NO的转化率随反应时间(t)的变化图，请在图中画出其他条件不变情况下，压强为P₂(P₂>P₁)下NO的转化率随反应时间变化氮气示意图___。

（5）常温下将等体积等浓度的氨水和NH₄Cl溶液混合，pH＞7，溶液中NH₃·H₂O、H⁺、OH^-、NH

、Cl^-浓度由大到小的关系是___。

2020-10-04更新 | 59次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

名校

解题方法

热化学与化学平衡

【推荐2】1，2-二氯丙烷(CH₂ClCHClCH₃)是重要的化工原料，工业上可用丙烯(CH₂=CHCH₃)加成法生产(反应i)，主要副产物为3-氯丙烯(CH₂=CHCH₂Cl)，反应原理为：
i.CH₂=CHCH₃(g)+Cl₂(g)

CH₂ClCHClCH₃(g) △H₁=-134kJ/mol
ii.CH₂=CHCH₃(g)+Cl₂(g)

CH₂=CHCH₂Cl(g)+HCl(g) △H₂=-102kJ/mol。
请回答下列问题：
(1)已知CH₂=CHCH₂Cl(g)+HCl(g)

CH₂ClCHClCH₃(g)的活化能E_a(正)为132 k/mol，则该反应的活化能E_a(逆)为________kJ/mol。
(2)一定温度下，密闭容器中发生反应i和反应ii，达到平衡后增大压强，CH₂C1CHClCH₃的产率______(填“增大“减小”或“不变”)，理由是__________。
(3)T℃时，向10 L恒容的密闭容器中充入1molCH₂=CHCH₂Cl和2molHCl，只发生反应CH₂=CHCH₂Cl(g)+HCl(g)

CH₂ClCHClCH₃(g) △H₃，5 min反应达到平衡，测得0～5min内，用CH₂ClCHClCH₃表示的反应速率v(CH₂ClCHClCH₃)=0.016mol/(L·min)。
①平衡时，HCl的体积分数为_________(保留三位有效数字)。
②保持其它条件不变，6min时再向该容器中充入0.6 molCH₂=CHCH₂Cl、0.2 mol HCl和0.1 molCH₂ClCHClCH₃，则起始反应速率v_正(HCl)_________(填“＞”“＜”或“＝”)v_逆(HCl)。
(4)一定压强下，向密闭容器中充入一定量的CH₂=CHCH₃和Cl₂发生反应ii。设起始的

=w，平衡时Cl₂的体积分数(

)与温度(T)、w的关系如图甲所示。w=1时，正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图乙所示。

①图甲中，w₂________(填“＞”“＜”或“＝”)1。
②图乙中，表示正反应平衡常数的曲线为___(填“A”或"B")。
(5)起始时向某恒容绝热容器中充入1molCH₂=CHCH₃和1molCl₂发生反应ii，达到平衡时，容器内气体压强与起始时相比________(填“增大“减小”或“不变”)。

2020-08-17更新 | 124次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

解题方法

热化学与化学平衡

【推荐3】“废气”的综合处理与应用技术是科研人员的重要研究课题,CO、SO₂、NO₂是重要的大气污染气体。
（1）处理后的CO是制取新型能源二甲醚(CH₃OCH₃)的原料。
已知①CO(g)+H₂O(g)

CO₂(g)+H₂(g) ΔH₁=-41.0 kJ/mol
②CO2(g)+3H₂(g)

CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₂=-49.0 kJ/mol
③CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)

2CH₃OH(g) ΔH₃=+23.5 kJ/mol
则反应2CO(g)+4H₂(g)

CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)的△H=________.
（2）已知973 K时,SO: 与NO2 反应生成SO,和NO,将混合气体经冷凝分离出的SO,可用于制备硫酸。
①973 K时,测得:
NO₂(g)

NO(g)+ 1/2O2(g) K₁=0.018;
SO₂(g)+1/2O₂(g)

SO₃(g) K₂=20;
则反应SO₂(g)+NO₂(g)

SO₃(g)+NO(g)的K₃=________
②973K时,向容积为2 L的密闭容器中充人SO₂、NO₂ 各0.2mol。平衡时SO₂的转化率为________。
③恒压下,SO₂的分压P_SO2随温度的变化如图所示:

当温度升高时,SO₂(g)+NO₂(g)

SO₃(g)+NO(g)的化学平衡常数_____(填“增大”或“减小”)，判断理由是_________.
（3）用纳米铁可去除污水中的NO₃^-。
①纳米铁粉与水中NO₃^-反应的离子方程式为4Fe+NO₃^-+10H⁺=4Fe²⁺+NH₄⁺+3H₂O。研究发现,若PH偏低将会导致NO₃^-的去除率下降,其原因是___________.
②相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中的NO₃^-的速率有较大差异。
下表中Ⅰ和Ⅱ产生差异的原因可能是____;Ⅱ中0~20min,用NO₃^-表示的平均反应速率为____mol·L^-l·min^-1。

反应时间/min		0	10	20	30	40
Ⅰ	c(NO₃^-)/10^-4 mol/L	8	3.2	1.6	0.8	0.64
Ⅱ	c(NO₃^-)/10^-4 mol/L (含少量Cu²⁺)	8	0.48	0.32	0.32	0.32

（4）用NaOH溶液吸收SO₂可得NaHSO₃溶液,对NaHSO₃溶液中各离子浓度的关系，下列分析不合理的是___。(已知常温下K₁(H₂SO₃)=1.5×10^-2，,K₂(H₂SO₃)=1.02×10^-7)
A.[Na⁺]+[H⁺]=[HSO₃^-]+2[SO₃^2-]+[OH^-]
B.[Na⁺]=[HSO₃^-]+[SO₃^2-]+[H₂SO₃]
C.[Na⁺]>[SO₃^2-]>[HSO₃^-]>[OH^-]>[H⁺]
D.[H⁺]+[SO₃^2-]=[OH^-]+[H₂SO₃]

2018-03-31更新 | 252次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

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【推荐1】合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909 年哈伯在实验室中首次利用氮气和氢气反应合成氨，实现了人工固氮，化学方程式为N₂ (g)+3H₂ (g)

2NH₃ (g) ΔH=-92.4kJ/mol 。
(1)合成氨在农业和国防中有很重要的意义，在实际工业生产中常采用下列措施，可以用勒夏特列原理解释的是_______(选填字母代号)。

A．用铁触媒加快化学反应速率	B．采用较高压强(20MPa 50MPa)
C．采用较高温度400℃~ 500℃	D．将生成的氨及时从体系中分离出来

(2)某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变氢气起始的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中 T 表示温度，n 表示H₂的起始物质的量)。

①图象中T₂和T₁，的关系是T₂_______T₁ (填“>”“<”或“=”)。
②a、b、c、d 四点所处的平衡状态中，反应物 N₂的转化率最高的是_______(填字母代号)。
(3)恒温下，向一个 4L 的密闭容器中充入 5.2molH₂和 2molN₂，反应过程中对 NH₃的浓度进行检测，得到的数据如下表所示：

时间/min	5	10	15	20	25	30
c(NH₃)/(mol/L)	0.08	0.14	0.18	0.2	0.2	0.2

①此条件下该反应的化学平衡常数为_______，平衡时氮气的转化率为_______，反应放出的热量为_______kJ。
②若维持容器容积不变，温度不变，往原平衡体系中加入H₂、N₂和 NH₃各4mol，化学平衡将向_______(填“正”或“逆”)反应方向移动；
③研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为v=kc(N₂)

c(NH₃)^-1，k 为速率常数。以下说法正确的是_______(填字母)。
A.升高温度，k 值增大
B.若容器内混合气体的密度不变，则反应达到平衡状态
C.将原容器中的 NH₃及时分离出来可使 v 增大
D.合成氨达到平衡后，增大c(N₂)可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大

2022-06-25更新 | 251次组卷

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解题方法

电解原理及应用化学平衡常数的计算

【推荐2】含碳物质的转化，有利于“减碳”和可持续性发展，有重要的研究价值。
(1)以CO₂和NH₃为原料合成尿素是利用CO₂的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应Ⅰ：2NH₃(g)+CO₂(g)⇌NH₂COONH₄(s)　△H₁
反应Ⅱ：NH₂COONH₄(s)⇌CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)　△H₂=+72.5kJ/mol
总反应Ⅲ：2NH₃(g)+CO₂(g)⇌CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)　△H₃=-87.0kJ/mol
①反应I的△H₁=________kJ/mol。
②一定温度下，在体积固定的密闭容器中按化学计量数比投料进行反应Ⅲ，下列不能说明反应I达到化学平衡状态的是_______。
A．混合气体的平均相对分子质量不再变化
B．容器内气体总压强不再变化
C．2v_正(NH₃)=v_逆(CO₂)
D．容器内混合气体的密度不再变化
(2)用惰性电极电解KHCO₃溶液可将空气中的CO₂转化为甲酸根(HCOO^-)和

，则该电极反应式为______；若电解过程中转移1mol电子，则阳极生成气体的体积为______L(标准状况)。
(3)利用工业废气中的CO₂可以制取甲醇，CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)，一定条件下往恒容密闭容器中充入1molCO₂和3molH₂，在不同催化剂作用下发生反应I、反应II与反应III，相同时间内CO₂的转化率随温度变化如图所示：

①催化剂效果最佳的反应是_______(填“反应I”、“反应II”、“反应III”)。
②b点v(正)_______v(逆)(填“>”、“＜”、“=”)
③若此反应在a点时已达平衡状态，a点的转化率比c点高的原因是_____。
④c点时总压强为p，该反应的平衡常数=_____(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。

2022-03-22更新 | 477次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

解题方法

热化学与化学平衡

【推荐3】氯气是一种重要的化工原料，主要用于生产塑料、合成纤维、染料、农药、消毒剂、漂白剂以及各种氯化物。氯气的制法(地康法)—1868年，狄肯和洪特发明了用氯化铜作催化剂，在加热条件下，用空气中的氧气来氧化氯化氢气体制取氯气的方法，其反应的化学方程式为：

。下图为在体积不变的密闭容器中，进料浓度比

分别等于1：1、4：1、7：1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：

(1)由图可知反应

的

_______0(填“>”或“<”)，曲线_______(填“1”“2”或“3”)表示

为7：1。
(2)400℃时，按进料浓度比

投料，设HCl的初始浓度为

，反应经5min达到平衡，在0～5min时段，反应速率

_______

(用含

的表达式表示)，该条件下的平衡常数

_______(只列出计算式，不计算结果)。进料浓度比

过高的不利影响是_______。
(3)地康法的反应原理如下，已知：

则

的

_______。

2021-06-28更新 | 143次组卷

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解答题-无机推断题 | 适中 (0.65)

解题方法

水的离子积常数与应用溶液中离子的浓度关系

【推荐1】有A、B、C、D四种强电解质，它们在水中电离产生系列离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)。

阳离子	Na⁺、Ba²⁺、
阴离子	CH₃COO^-、OH^-、Cl^-、

已知：①A、C溶液的pH均大于7；
②一定浓度的A、B的溶液中水的电离程度可以相同；
③C溶液和D溶液相遇时只生成白色沉淀；
④仅B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体；
⑤A溶液和D溶液混合时无现象。
(1)写出A物质中所含化学键的类型____________。
(2)写出C和D反应的离子方程式______________。
(3)25℃时，0.1 mol•L^-1B溶液的pH=a，则B溶液中c(H^＋)-c(NH₃•H₂O)=_________(用含有a的关系式表示)。
(4)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合，反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是____________。
(5)25℃时，在一定体积的0.01 mol•L^-1的C溶液中，加入一定体积的0.01 mol•L^-1的盐酸，混合溶液的pH=12，若反应后溶液的体积等于C溶液与盐酸的体积之和，则C溶液与盐酸的体积比是_________。

2016-12-09更新 | 429次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

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解题方法

溶液中离子的浓度关系非金属单质及其化合物的性质

【推荐2】氮在自然界以游离态和多种化合态形式出现，氮氧化物有N₂O、NO和NO₂等，氢化物有NH₃、N₂H₄、HN₃等。完成下列填空：
(1)用NaOH溶液可以吸收汽车尾气中NO和NO₂，主要反应为
NO+NO₂+2OH^-→2NO

+H₂O
2NO₂+2OH^-→NO

+NO

+H₂O
①下列措施能提高尾气中NO和NO₂去除率的有_______ (填字母)。
A．加快通入尾气的速率
B．采用气、液逆流的方式吸收尾气
C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO₂晶体，该晶体中的主要杂质是_______ (填化学式)，吸收后排放尾气中含量较高的氮氧化物是_______ (填化学式)。
(2)用NaClO溶液吸收尾气中NO。其他条件相同，NO转化为NO

的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)变化如图所示。

①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl^-和NO

，其离子方程式为_______。
②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是_______。
(3)将等浓度等体积的氨水与盐酸混合后，溶液中离子浓度大小关系为_______
(4)下列做法能使氯化铵溶液中的c(NH

)与c(Cl^-)比值变大的是_______(选择编号)
a．通入少量氯化氢 b．加入固体氯化铵
c．降低溶液温度 d．加入少量固体氢氧化钠
(5)肼(N₂H₄)又称联氨，具有很强的还原性。已知在酸性条件能与MnO₂反应，产生N₂、Mn²⁺、H₂O，写出该反应的离子方程式并配平_______
(6)已知：酸性强弱为：H₂SO₃>HN₃>HSO

。室温下，0.1 mol/L的叠氮酸钠(NaN₃)溶液和0.1 mol/L的亚硫酸钠溶液，其中碱性更强的是_______，其原因是_______。

2021-10-23更新 | 159次组卷

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解答题-无机推断题 | 适中 (0.65)

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【推荐3】有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH

、K^＋、Mg²^＋、Ba²^＋、Al³^＋、Fe³^＋、SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-、I^－、Cl^－，取该溶液进行以下实验：
①用pH试纸测得该溶液呈酸性；
②取部分溶液，加入数滴新制的氯水及少量CCl₄，经振荡、静置后，CCl₄层呈紫红色；
③另取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在整个滴加过程中无沉淀生成；
④取部分上述碱性溶液，加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成；
⑤将③得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
根据上述实验事实回答问题：
（1）写出②所发生反应的离子方程式_________。
（2）该溶液中肯定存在的离子是________。
（3）该溶液中肯定不存在的离子是________。
（4）该溶液中还不能确定是否存在的离子是_________。

2019-09-15更新 | 164次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

解题方法

原电池原理与化学电源电解原理及应用

【推荐1】某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题（甲、乙、丙三池中溶质足量），当闭合该装置的电键 K 时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：

(1)乙池为_____（填“原电池”．“电解池”或“电镀池”） C 电极的电极反应式为________。
(2)丙池中 E 电极为____（填“正极”．“负极”．“阴极”或“阳极”），电极的电极反应式为__________。该池总反应的化学方程式为________________。
(3)当乙池中C极质量减轻 54 g 时，甲池中电极理论上消耗 O₂的为____L（标准状况）。
(4)一段时间后，断开电键 K,下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是____（填选项字母）。
A．Cu B．CuO C．Cu(OH)₂ D．CuCO₃

2020-10-09更新 | 61次组卷

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解答题-实验探究题 | 适中 (0.65)

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解题方法

电解原理及应用电化学与电解质溶液

【推荐2】课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法。某研究性学习小组将下列装置如图连接，D、E、X、Y都是铂电极、C、F是铁电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题：

（1）B极的名称是___。
（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是：___。
（3）设电解质溶液过量，电解后乙池中加入___（填物质名称）可以使溶液复原。
（4）设甲池中溶液的体积在电解前后都是500ml，乙池中溶液的体积在电解前后都是200mL，当乙池所产生气体的体积为4.48L（标准状况）时，甲池中所生成物质的物质的量浓度为___mol/L；乙池中溶液的pH=___；
（5）装置丁中的现象是___。

2019-12-25更新 | 129次组卷

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解题方法

热化学与电化学

【推荐3】钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。
（1）V₂O₅是接触法制硫酸的催化剂。
①已知25℃，10l kPa时：
2SO₂(g)+O₂(g)+2H₂O(l)=2H₂SO₄(l) △H = -457 kJ·mol^-l
SO₃(g)+H₂O(l)=H₂SO₄(l) △H= -130 kJ·mol^-l
则反应2SO₂(g)+O₂(g)

2SO₃(g)的△H=_______kJ·mol^-l。使用V₂O₅作催化剂后该反应逆反应的活化能______（填“增大”、“不变”或“减小”）。
②SO₂水溶液可与SeO₂反应得到硫酸，当有79 g Se生成时，转移电子的物质的量为______mol，此反应的化学方程式是___________________________。
（2）全钒液流电池的结构如图所示，其电解液中含有钒的不同价态的离子、H⁺和

。电池放电时，负极的电极反应为：V²⁺-e^-=V³⁺。

①电池放电时的总反应方程式为____________。充电时，电极M应接电源的____________极。
②若电池初始时左、右两槽内均以VOSO₄和H₂SO₄的混合液为电解液，使用前需先充电激活，充电过程阴极区的反应分两步完成：第一步VO²⁺转化为V³⁺；第二步V³⁺转化为V²⁺。则第一步反应过程中阴极区溶液n(H⁺)______（填“增大”、“不变”或“减小”），阳极的电极反应式为：_______________。

2019-01-30更新 | 797次组卷

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