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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷145
CO2的回收与利用是低碳环保研究的热点课题
(1)利用二氧化碳合成高浓度乙酸，进一步利用微重物合成葡萄糖等长链有机物。其合成示意图如下，写出生成乙酸的电极反应式_______。

(2)燃料的热值和排放量如下表所示
燃料(l)(g)煤油
热值()22.4750.429.0
排放量()16.516.222.9
①根据上表数据，计算(l)的燃烧热(△H)为_______。
A．-726.4　　　　B．-1452.8　　　　C．22.7　　　　D．-22.7
②根据上表数据，从排放量和燃料储存两个角度分析，选用甲醇作为主火炬塔燃料的可能原因_______。
(3)以和为原料制备甲醇是实现资源化利用的方式之一、其反应原理为：       。
①下图中，曲线_______能表示该反应的平衡常数K与温度T的关系。

A．I       　　　　B．Ⅱ　　　　C．Ⅲ
②某温度下，向容积为2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol(g)和3.0mol(g)模拟上述反应。反应达到平衡状态时，测得。该温度下，平衡常数K=_______。
(4)在不同温度下，向等容积的反应器中，分别通入等量、相同比例的和的混合气体，反应相同时间后，测得甲醇产率与催化剂活性、温度关系如下图所示。除生成甲醇外，还会生成副产物CO：　　。

①图中一定不处于化学平衡状态的是_______。
A．点A　　　B．点B　　　C．点C　　　D．点D
②已知催化剂对副反应没有影响。图中当温度高于500K，甲醇产率逐渐下降，原因可能有_______、_______。
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知识点：盖斯定律与热化学方程式化学平衡图像分析化学平衡常数的有关计算电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断 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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杭州亚运会主火炬塔燃料使用的甲醇被誉为绿色燃料。在以往的运动会中，丙烷、煤油也曾作为燃料使用。上述燃料的热值和排放量如下表所示：
燃料煤油
热值22.750.429.0
排放量16.516.222.9

(1)根据上表数据，计算的燃烧热为___________。
A．22.7B．C．D．

(2)根据上表，从排放量和燃料储存两个角度分析，选用甲醇作为主火炬塔燃料的可能原因___________。
以和为原料制备甲醇是实现资源化利用的方式之一、其反应原理为：
(3)下图中，曲线___________能表示该反应的平衡常数K与温度T的关系。

A．I　　　　　　B．II　　　　　　C．III
(4)某温度下，向容积为2.0L的恒容密闭容器中充入和模拟上述反应。反应达到平衡状态时，测得。该温度下，平衡常数___________。
A．3.00B．0.33C．0.15D．0.59

在不同温度下，向等容积的反应器中，分别通入等量、相同比例的和的混合气体，反应相同时间后，测得甲醇产率与催化剂活性、温度关系如下图所示。除生成甲醇外，还会生成副产物CO：。

(5)图中一定不处于化学平衡状态的点是___________。
A．点AB．点BC．点CD．点D

(6)已知催化剂对副反应没有影响。图中当温度高于500K，甲醇产率逐渐下降，原因可能有___________、___________。
光催化可以加快合成甲醇的反应速率，下图是该反应的部分历程，其中吸附在催化剂表面的物质用*表示。

(7)上图虚线框中的基元反应，主要决定总反应速率快慢的是___________。
A．B．
C．D．

上海某研究团队研制出了一种具有反应和分离“双功能分子师催化膜”反应器，使用该反应器制甲醇时，能大幅度提高二氧化碳转化率，其原理如下图所示：
CO2+3H2CH3OH+H2O

在不同反应器中，平衡转化率和甲醇选择性的相关实验数据如下表所示：
实验组反应器压强/MPa温度/K平衡转化率/%甲醇选择性/%
①普通催化反应器3533321.967.3
②双功能分子筛催化膜反应器36.1100

(8)从绿色化学的角度，分析该双功能分子筛催化膜反应器的优点有：
①平衡转化率明显升高；
②___________；
③___________。
甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：
I.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H1=−41.0kJ/mol
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2=−90.0kJ/mol
III.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题：
(1)则△H3=___，在以上制备甲醇的两个反应中，反应Ⅱ优于反应Ⅲ，其原因是___。
(2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时，体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图1所示。

当温度为470K时，图中P点___(填“是“或“不是”)处于平衡状态。490K之后。甲醇产率下降的原因是___。
(3)图2为一定比例的CO2和H2，CO和H2，CO2、CO和H2三组混合气体在一定条件下反应时甲醇生成速率与温度的关系。
①490K时，根据曲线a、c判断合成甲醇的反应机理是___(填“A“或“B“)。
A. CO2COCH3OH
B. COCO2CH3OH+H2O
②490K时，曲线a与曲线b相比，CO的存在使甲醇生成速率增大，结合反应Ⅰ、Ⅲ分析原因___。
③某温度时，在体积为2L的恒容容器中充入1molCO和2molH2，发生反应Ⅱ，若平衡时CO的转化率为50%，其平衡常数为___( mol∙L−1) −2。
(4)研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的电极反应式为：___。
二氧化碳的回收利用是环保领域研究热点。
（1）在太阳能的作用下，以CO2为原料制取炭黑的流程如右图所示。总反应的化学方程式为                         。

（2）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2＋3H2CH3OH＋H2O。已知298K和101KPa条件下：
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(l) △H＝－a kJ·mol－1；
2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) △H＝－b kJ·mol－1；
CH3OH(g)＝CH3OH(l) △H＝－c kJ·mol－1，
则CH3OH(l)的标准燃烧热△H＝___________________。
（3）CO2经过催化氢化合成低碳烯烃，合成乙烯反应为
2CO2 (g)+ 6H2(g)CH2= CH2(g) +4H2O(g) △H<0
在恒容密闭容器中充入2 mol CO2和n mol H2，在一定条件下发生反应，CO2的转化率与温度、投料比的关系如右图所示。

①平衡常数KA               KB
②T K时，某密闭容器发生上述反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
时间(min)
浓度(mol·L-1)
0
10
20
30
40
50
H2(g)
6.00
5.40
5.10
9.00
8.40
8.40
CO2(g)
2.00
1.80
1.70
3.00
2.80
2.80
CH2=CH2(g)
0
0.10
0.15
3.20
3.30
3.30

20~30 min间只改变了某一条件，根据上表中的数据判断改变的条件可能是
A．通入一定量H2 B．通入一定量CH2=CH2
C．加入合适催化剂                  D．缩小容器体积
画出CH2=CH2的浓度随反应时间的变化曲线。

（4）在催化剂M的作用下，CO2和H2同时发生下列两个反应
A．2CO2 (g)+ 6H2(g)CH2= CH2(g) +4H2O(g) △H< 0
B．2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H< 0

上图是乙烯在相同时间内，不同温度下的产率，则高于460℃时乙烯产率降低的原因不可能是
A．催化剂M的活性降低                           B．A反应的平衡常数变大
C．生成甲醚的量增加                              D．B反应的活化能增大
（5）Na2CO3溶液也通常用来捕获CO2。常温下，H2CO3的第一步、第二步电离常数分别约为Ka1=4×10-7 ，Ka2=5×10-11，则0.5mol·L－1的Na2CO3溶液的pH等于               （不考虑第二步水解和H2O的电离）

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