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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷189
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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知识点:化学反应原理综合考查盖斯定律的应用影响化学反应速率的外因原电池电极反应式书写 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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CO2的排放会带来全球“温室”效应,因此,引起国际关注和研究,渴望21世纪 CO2将作为新碳源被广泛使用。
(1)以 CO2和 H2为原料可得到   CH4 燃料。
已知:① CH4 (g) + CO2(g) = 2CO(g) + 2H2(g) △ H1= + 247kJ·mol-1
② CH4 (g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) H2= + 205kJ·mol-1
写出由 CO2获得CH4的热化学方程式:_____       
(2)CO2与CH4经催化重整可制得合成气:CH4(g)+CO2(g) = CO(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。此反应优选温度为900℃的原因是______________________
   
   
(3)以二氧化钛表面覆盖的Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
① 催化剂的催化效率与乙酸的生成速率随温度的变化关系如上图所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是__________________
② 为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是________(写出两种) 。
③ 将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中离子方程式是________________________
   
(4)O2辅助的Al—CO2电池工作原理如上图所示。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。电池的负极反应式:_______________________。电池的正极反应式:2CO2+2e= C2O42−该过程中,O2起催化作用,催化过程可表示为:i: 6 O2 + 6e= 6 O2 ii: ……写出ii的离子方程式:______________________
研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+489.0kJ·mol-1,C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5kJ·mol-1,则反应Fe2O3(s)+ 3CO(g)=2Fe(s)+ 3CO2(g) ΔH=___________kJ·mol-1
(2)以KOH溶液为电解质溶液,将CO与O2设计成燃料电池。则通入CO的一极为该燃料电池的___________极,其电极反应式为___________
(3)CO2和H2充入一定体积的恒容密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图1。

①该反应的ΔH___________0(填“>、=或<”),曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K___________K(填“>、=或<”)。
②120℃时在固定的密闭容器中加入1 molCO2、3 molH2,一段时间后上述反应达到平衡。若平衡后气体的压强为开始的0.8倍,则此时CH3OH的体积分数为___________
(4)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2.紫外光照射时,在不同催化剂(I、II、III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图2.在0~15小时内,CH4的平均生成速率I、II和III从小到大的顺序为___________(填序号)。

(5)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图3。
①当温度在___________范围时,温度是乙酸生成速率的主要影响因素。
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,稀硝酸还原产物为NO,写出有关的离子方程式___________

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