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解题方法
1 . I.CO2相关转化的研究对解决环境、能源问题意义重大。
(1)CO2与CH4经催化重整可制得合成气:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g),按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应温度对CO和H2产率影响如图所示。生产中优选的温度范围是___________ (填字母序号)。
a.800℃~850℃ b.850℃~900℃ c.950℃~1000℃
Ⅱ.CO2与H2反应制取甲醇(CH3OH)
(2)CO2与H2反应的热化学方程式表示如下:
反应i:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-58kJ·mol﹣1
反应ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+42kJ·mol﹣1
写出CO(g)与H2(g)生成CH3OH(g)的热化学方程式___________ 。
(3)关于反应i和反应ⅱ的说法正确的是___________ 。
a.升高温度能使反应i的反应速率增大,平衡常数增大
b.增大压强能提高反应ⅱ中CO2的转化率
c.低温、高压有利于CO2催化加氢制取CH3OH
(4)某同学研究温度、压强对反应平衡的影响,得到上述反应i和反应ⅱ中CO2平衡转化率、甲醇选择性与温度、压强的关系如下图。已知:
结合上图,350℃、2MPa时,发生的主要反应是___________ (填“反应i”或“反应ii”)。此条件下,a mol/LCO2和a mol/LH2在恒容、密闭容器中充分反应达到平衡,写出所发生反应的化学平衡常数K的计算过程及结果___________ (结果用分数表示)。
Ⅲ.利用Al-CO2电池(工作原理如下图所示)能有效地将CO2转化成化工原料草酸铝Al2(C2O4)3。
(5)电池的负极反应式为___________ 。
(6)电池的正极反应式:2CO2+2e-=(草酸根)。正极反应过程分两步,其中O2起催化作用,催化过程可表示为:①6O2+6e-=6,②∙∙∙∙∙∙
写出反应②的离子方程式___________ 。
(7)若电池反应生成1molAl2(C2O4)3,则转移电子的物质的量为___________ 。
(1)CO2与CH4经催化重整可制得合成气:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g),按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应温度对CO和H2产率影响如图所示。生产中优选的温度范围是
a.800℃~850℃ b.850℃~900℃ c.950℃~1000℃
Ⅱ.CO2与H2反应制取甲醇(CH3OH)
(2)CO2与H2反应的热化学方程式表示如下:
反应i:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-58kJ·mol﹣1
反应ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+42kJ·mol﹣1
写出CO(g)与H2(g)生成CH3OH(g)的热化学方程式
(3)关于反应i和反应ⅱ的说法正确的是
a.升高温度能使反应i的反应速率增大,平衡常数增大
b.增大压强能提高反应ⅱ中CO2的转化率
c.低温、高压有利于CO2催化加氢制取CH3OH
(4)某同学研究温度、压强对反应平衡的影响,得到上述反应i和反应ⅱ中CO2平衡转化率、甲醇选择性与温度、压强的关系如下图。已知:
结合上图,350℃、2MPa时,发生的主要反应是
Ⅲ.利用Al-CO2电池(工作原理如下图所示)能有效地将CO2转化成化工原料草酸铝Al2(C2O4)3。
(5)电池的负极反应式为
(6)电池的正极反应式:2CO2+2e-=(草酸根)。正极反应过程分两步,其中O2起催化作用,催化过程可表示为:①6O2+6e-=6,②∙∙∙∙∙∙
写出反应②的离子方程式
(7)若电池反应生成1molAl2(C2O4)3,则转移电子的物质的量为
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2 . 下表是有关可逆反应的数据
根据以上信息判断下列结论错误的是
编号 | 化学反应方程式 | 平衡常数 | 温度 | |
979K | 1173K | |||
I | Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) | K1 | 1.47 | 2.15 |
II | Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) | K2 | 2.38 | 1.67 |
III | CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) | K3 | a | b |
A.反应III是放热反应 |
B.a>b,a=1.62 |
C.若要使反应III在一定条件下平衡向逆反应方向移动,可采取措施①升高温度;②充入He气使体积增大 |
D.从979K到1173K,三个反应速率都会加快,但加快的程度不同 |
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3 . 依据图示关系,下列说法不正确的是
A.C(石墨)的燃烧热为△H=—393.5kJ/mol |
B.C(石墨)+CO2(g)= 2CO(g) △H=△H1—△H2 |
C.1molC(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多 |
D.化学反应的△H,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关 |
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4 . CO2的利用是国际社会普遍关注的问题。
(1)CO2的电子式是_____ 。
(2)CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇,但若反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇。
(g)+CO2(g)+3H2(g)→(g)+CH3OH(g) ∆H=-131.9kJ∙mol-1
(g)+H2(g)→C2H5OH(g)+H2O(g) ∆H=-94.8kJ∙mol-1
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步:
I、(g)+CO2(g)→(g) ∆H=-60.3kJ∙mol-1
Ⅱ、EC加氢生成乙二醇与甲醇
①步骤Ⅱ的热化学方程式是_____
②研究反应温度对EC加氢的影响(反应时间均为4小时),实验数据见下表:
由上表可知,温度越高,EC的转化率越高,原因是_____ 。温度升高到220℃时,乙二醇的产率反而降低,原因是_____ 。
(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解CO2可制取甲醇,装置如下所示,电极a接电源的_____ 极(填“正”或“负”)。生成甲醇的电极反应式是_____ 。
(4)CO2较稳定、能量低。为实现CO2的化学利用,下列研究方向合理的是_____ (填序号)。
a.选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物
b.利用电能、光能或热能活化CO2分子
c.选择高效的催化剂
(1)CO2的电子式是
(2)CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇,但若反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇。
(g)+CO2(g)+3H2(g)→(g)+CH3OH(g) ∆H=-131.9kJ∙mol-1
(g)+H2(g)→C2H5OH(g)+H2O(g) ∆H=-94.8kJ∙mol-1
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步:
I、(g)+CO2(g)→(g) ∆H=-60.3kJ∙mol-1
Ⅱ、EC加氢生成乙二醇与甲醇
①步骤Ⅱ的热化学方程式是
②研究反应温度对EC加氢的影响(反应时间均为4小时),实验数据见下表:
反应温度/℃ | EC转化率/% | 产率/% | |
乙二醇 | 甲醇 | ||
160 | 23.8 | 23.2 | 12.9 |
180 | 62.1 | 60.9 | 31.5 |
200 | 99.9 | 94.7 | 62.3 |
220 | 99.9 | 92.4 | 46.1 |
(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解CO2可制取甲醇,装置如下所示,电极a接电源的
(4)CO2较稳定、能量低。为实现CO2的化学利用,下列研究方向合理的是
a.选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物
b.利用电能、光能或热能活化CO2分子
c.选择高效的催化剂
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5 . 二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂。我国主要以贫菱锰矿(有效成分为MnCO3)为原料,通过热解法进行生产。
(1)碳酸锰热解制二氧化锰分两步进行:
i.MnCO3(s)MnO(s)+CO2(g) ΔH1=+a kJ·mol−1
ii.2MnO(s)+O2(g)2MnO2(s) ΔH2=+b kJ·mol−1
①反应i的化学平衡常数表达式K=_________ 。
②焙烧MnCO3制取MnO2的热化学方程式是_________ 。
(2)焙烧(装置如图1)时持续通入空气,并不断抽气的目的是_________ 。
(3)在其他条件不变时,某科研团队对影响MnCO3转化率的生产条件进行了研究,结果如图2、图3所示。
①图2是在常压(0.1 MPa)下的研究结果,请在图2中用虚线画出10 MPa下MnCO3转化率与反应温度的关系图_________ 。
②常压下,要提高MnCO3的转化率,应选择的生产条件是_________ 焙烧6~8h。
(1)碳酸锰热解制二氧化锰分两步进行:
i.MnCO3(s)MnO(s)+CO2(g) ΔH1=+a kJ·mol−1
ii.2MnO(s)+O2(g)2MnO2(s) ΔH2=+b kJ·mol−1
①反应i的化学平衡常数表达式K=
②焙烧MnCO3制取MnO2的热化学方程式是
(2)焙烧(装置如图1)时持续通入空气,并不断抽气的目的是
(3)在其他条件不变时,某科研团队对影响MnCO3转化率的生产条件进行了研究,结果如图2、图3所示。
①图2是在常压(0.1 MPa)下的研究结果,请在图2中用虚线画出10 MPa下MnCO3转化率与反应温度的关系图
②常压下,要提高MnCO3的转化率,应选择的生产条件是
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2022-12-05更新
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99次组卷
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3卷引用:北京市第四十三中学2021-2022学年高二上学期12月月考化学试题
6 . 依据图示关系,下列说法不正确 的是
A.石墨燃烧是放热反应 |
B.C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) △H=△H1-△H2 |
C.1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多 |
D.化学反应的△H,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关 |
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2022-12-05更新
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244次组卷
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2卷引用:北京市第四十三中学2021-2022学年高二上学期12月月考化学试题
7 . 二氧化碳捕获技术用于去除气流中的二氧化碳或者分离出二氧化碳作为气体产物,其中CO2催化合成甲醇是一种很有前景的方法。如图所示为该反应在无催化剂及有催化剂时的能量变化。
(1)从图可知,有催化剂存在的是过程_______ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)写出图中CO2催化合成甲醇的热化学方程式:_______ 。
(3)已知:1mol液态甲醇完全气化需吸热37.4kJ,1mol液态水完全气化需吸热44.0kJ,由CO2合成1mol液态甲醇和1mol液态水将_______ (填“吸收”或“放出”)_______ kJ热量。
(4)关于CO2催化合成甲醇的反应,下列说法中,合理的是_______(填字母序号)。
(1)从图可知,有催化剂存在的是过程
(2)写出图中CO2催化合成甲醇的热化学方程式:
(3)已知:1mol液态甲醇完全气化需吸热37.4kJ,1mol液态水完全气化需吸热44.0kJ,由CO2合成1mol液态甲醇和1mol液态水将
(4)关于CO2催化合成甲醇的反应,下列说法中,合理的是_______(填字母序号)。
A.该反应中所有原子都被用于合成甲醇 |
B.该反应可用于CO2的转化,有助于缓解温室效应 |
C.使用催化剂可以降低该反应的ΔH,从而使反应放出更多热量 |
D.降温分离出液态甲醇和水,将剩余气体重新通入反应器,可以提高CO2与H2的利用率 |
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解题方法
8 . 某工厂使用石油热裂解的副产物CH4来制取H2,其生产流程如图所示:
(1)第II步反应为CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g) ΔH<0,其平衡常数随温度的变化如表:
在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1 mol,则达到平衡后CO的转化率为_______ 。
(2)在一个不传热的固定容积的容器中,判断第II步反应达平衡的标志是_______ (填序号)。
①体系的压强不再发生变化 ②混合气体的平均相对分子质量不变
③各组分的物质的量浓度不再改变 ④体系的温度不再发生变化
(3)若400℃时,第Ⅱ步反应生成l mol H2的热量为 33.2kJ, 第Ⅰ步反应的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g) ∆H=-103.3 kJ·mol-1。则400℃时,CH4和水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式为_______ 。
(1)第II步反应为CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g) ΔH<0,其平衡常数随温度的变化如表:
温度T/℃ | 400 | 500 | 830 | 1000 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 | 0.6 |
(2)在一个不传热的固定容积的容器中,判断第II步反应达平衡的标志是
①体系的压强不再发生变化 ②混合气体的平均相对分子质量不变
③各组分的物质的量浓度不再改变 ④体系的温度不再发生变化
(3)若400℃时,第Ⅱ步反应生成l mol H2的热量为 33.2kJ, 第Ⅰ步反应的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g) ∆H=-103.3 kJ·mol-1。则400℃时,CH4和水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式为
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9 . 我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,主要过程如图所示。
已知: ; ;
。下列说法不正确 的是
已知: ; ;
。下列说法
A.过程Ⅱ放出能量 |
B.若分解2 mol H2O(g),估算出反应吸收482 kJ能量 |
C.催化剂能减小水分解反应的焓变 |
D.催化剂能降低反应的活化能,增大反应物分子中活化分子的百分数 |
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2022-12-03更新
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241次组卷
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22卷引用:北京市西城区2020-2021学年高二上学期期末考试化学试题
北京市西城区2020-2021学年高二上学期期末考试化学试题北京市回民学校2021-2022学年高二上学期期中考试化学试题北京师范大学第二附属中学未来科技城学校2021-2022学年高二上学期期中考试化学试题北京师范大学附属中学2021-2022学年高二上学期期末考试化学试题北京市师范大学亚太实验学校2021-2022学年高二上学期期中考试化学试题北京市西城职业学校2021-2021学年高二上学期期中测试化学试题北京市第四十三中学2021-2022学年高二上学期期中考试化学试题湖南省长沙市明德中学 2021-2022学年高二上学期12月月考化学试题山东省泰安市第一中学2021-2022学年高二上学期期中考试化学试题广东省揭阳华侨高级中学2021-2022学年高二上学期第三次阶段考试化学试题北京市育才学校2023-2024学年高二上学期10月月考化学试题北京师范大学第二附属中学2023-2024学年高二上学期10月月考化学试题北京市清华大学附属中学2023-2024学年高二上学期期中考试化学试题北京市第十一中学2022-2023学年高二上学期期中考试化学试卷北京市第五十中学2023-2024学年高二上学期12月月考化学试题吉林省长春希望高中2021-2022学年高二上学期期末考试化学试题河南省宋基信阳实验中学2022-2023学年高三上学期11月月考化学试题 山东省济宁市泗水县2022-2023学年高二上学期期中考试化学试题湖南省株洲市第二中学2022-2023学年高三上学期第四次月考化学试题江西省永丰县永丰中学2022-2023学年高二上学期1月期末期末化学(A班)试题湖南省长沙市第一中学2023-2024学年高三上学期月考卷(四)化学试题湖北省武汉市新洲区部分学校2023-2024学年高三上学期期末考试化学试题
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解题方法
10 . 以CO和为原料合成甲醇是工业上的成熟方法,直接以为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用人工合成淀粉时,第一步就需要将转化为甲醇。
已知:① kJ·mol
② kJ·mol
③ kJ·mol
下列说法不正确 的是
已知:① kJ·mol
② kJ·mol
③ kJ·mol
下列说法
A.若温度不变,反应①中生成1 mol 时,放出的热量大于90.5 kJ |
B.与合成甲醇的热化学方程式为: kJ·mol |
C.通过电解制和选用高效催化剂,可降低与合成甲醇反应的焓变 |
D.以和为原料合成甲醇,同时生成,该反应需要吸收能量 |
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2022-11-27更新
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929次组卷
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7卷引用:北京市海淀区2021-2022学年高三上学期期中考试化学试题
北京市海淀区2021-2022学年高三上学期期中考试化学试题北京市第二十二中学2021-2022学年高三上学期12月阶段性测试理科化学试题天津市静海区第一中学2021-2022学年高三上学期12月调研考试化学试题北京市东城区一六六中学2022-2023学年高三上学期期中考试化学试题(已下线)2023年北京卷高考真题变式题(选择题11-14)(已下线)考点17 化学反应的热效应(核心考点精讲精练)-备战2024年高考化学一轮复习考点帮(全国通用)(已下线)化学反应的热效应