题目内容

精英家教网为减小CO2对环境的影响，在限制其排放量的同时，应加强对CO2创新利用的研究．
（1）①把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液．②在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体．写出②中反应的化学方程式
 
．
（2）如将CO2与H2 以1：3的体积比混合．
①适当条件下合成某烃和水，该烃可能是
 
（填序号）．
A．烷烃      B．烯烃     C．炔烃    D．苯的同系物
②适当条件下合成燃料甲醇和水．在体积为2L的密闭容器中，充入2mol CO2和6mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol．测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．从反应开始到平衡，氢气的反应速率v（H2）=
 
；氢气的转化率=
 
；能使平衡体系中n（CH3OH）增大的措施有
 
．（任写两种即可）
（3）如将CO2与H2 以1：4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4．
已知：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1=-890.3kJ/mol
H2（g）+
1
2
O2（g）═H2O（l）△H2=-285.8kJ/mol则CO2（g）与H2（g）反应生成CH4（g）与液态水的热化学方程式是
 
．
（4）最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇．甲醇可制作燃料电池．写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式
 
．当电子转移的物质的量为
 
时，参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）．
（5）某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量，经查得一些物质在20℃的数据如下表．
溶解度（S）/g 溶度积（Ksp）
Ca（OH）2 Ba（OH）2 CaCO3 BaCO3
0.16 3.89 2.9×10-9 2.6×10-9
吸收CO2最合适的试剂是
 
[填“Ca（OH）2”或“Ba（OH）2”]溶液，实验时除需要测定工业废气的体积（折算成标准状况）外，还需要测定
 
．
分析：（1）①中碳酸钾吸收二氧化碳生成碳酸氢钾，通高温水蒸气，碳酸氢钾分解生成碳酸钾、二氧化碳与水；
（2）①根据原子守恒判断该烃的最简式；
②由图可知，10min达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.8mol/L，根据v=
△c
△t
计算v（CH3OH），再根据速率之比等于化学计量数之比计算v（H2）；
根据CH3OH平衡浓度，利用n=cV计算△n（CH3OH），再根据方程式计算△n（H2），利用转化率等于计算氢气的转化率；
改变体积使平衡向正反应移动，可以增大CH3OH的物质的量，据此结合方程式特征解答；
（3）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以合适的系数进行加减，反应热也乘以相应的系数进行相应的计算；
（4）甲醇可制作燃料电池．写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式；
（5）碳酸钙与碳酸钡的溶度积形成不大，用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量，故吸收二氧化碳的吸水剂溶解度应该较大，若溶解性减小，会导致二氧化碳吸收不完全；通过沉淀法测定废气中二氧化碳的含量，二氧化碳转化为碳酸钡沉淀，根据碳酸钡的质量可以确定二氧化碳的体积．
解答：解：（1）①中碳酸钾吸收二氧化碳生成碳酸氢钾，通高温水蒸气，碳酸氢钾分解生成碳酸钾、二氧化碳与水，反应方程式为：2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+H2O+CO2↑，
故答案为：2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+H2O+CO2↑；
（2）①设CO2与H2 的物质的量分别为1mol、3mol，根据O原子守恒可知生成H2O为2mol，故生成的烃中C原子与H原子的物质的量之比为1mol：（3mol×2-2mol×2）=1：2，故该烃的最简式为CH2，符合烯烃的通式，
故答案为：B；
②由图可知，10min达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.8mol/L，v（CH3OH）=
0.8mol/L
10min
=0.08mol/（L?min），根据速率之比等于化学计量数之比，故v（H2）=3v（CH3OH）=3×0.0mol/（L?min）=0.24mol/（L?min），
平衡时△n（CH3OH）=0.8mol/L×2L=1.6mol，根据方程式可知△n（H2）=3△n（CH3OH）=3×1.6mol=4.8mol，所以氢气的转化率为
4.8mol
6mol
×100%=80%，
该反应正反应是体积减小的放热反应，故降低温度或加压或增大H2的量等，可以是平衡向正反应移动，增大CH3OH的物质的量，
故答案为：0.24mol/（L?min），80%，降低温度（或加压或增大H2的量等）；
（3）已知：①CH4 （g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1=-890.3kJ/mol
②H2（g）+
1
2
O2（g）═H2O（l）△H2=-285.8kJ/mol
由盖斯定律，②×4-①得CO2（g）+4H2（g）═CH4 （g）+2H2O（l）△H=-252.9 kJ/mol  
故答案为：CO2（g）+4H2（g）═CH4 （g）+2H2O（l）△H=-252.9 kJ/mol；
（4）甲醇燃料碱性电池中，甲醇在负极上发生氧化反应，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）物质的量为0.3mol，O2+2H2O+4e-=4OH-，转移电子物质的量为1.2mol；
故答案为：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；  1.2；
（5）碳酸钙与碳酸钡的溶度积形成不大，用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量，故吸收二氧化碳的吸水剂溶解度应该较大，若溶解性减小，会导致二氧化碳吸收不完全，故选择氢氧化钡吸收二氧化碳，
通过沉淀法测定废气中二氧化碳的含量，二氧化碳转化为碳酸钡沉淀，根据碳酸钡的质量可以确定二氧化碳的体积，实验时除需要测定工业废气的体积外，还需要测碳酸钡的质量，
故答案为：Ba（OH）2，BaCO3的质量．
点评：题目综合性较大，涉及反应速率计算、化学平衡影响因素与计算、热化学方程式书写、原电池、沉淀转化等，是对知识的总运用，难度中等，（4）中吸收二氧化碳的吸水剂选择为易错点，容易受二氧化碳的检验影响，需要学生细心审题．
练习册系列答案
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（2013?红桥区二模）为减小CO2对环境的影响，在限制其排放量的同时，应加强对CO2创新利用的研究．
（1）①把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液．
②在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体．
写出②中反应的化学方程式
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+H2O+CO2↑
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+H2O+CO2↑
．
（2）如将CO2与H2 以1：3的体积比混合．
①适当条件下合成某烃和水，该烃是
B
B
（填序号）．
A．烷烃     B．烯烃     C．炔烃    D．苯的同系物
②适当条件下合成燃料甲醇和水．在体积为2L的密闭容器中，充入 2mol CO2和6mol H2，一定条件下发生反应：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol．
测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．
从反应开始到平衡，v（H2）=
0.225mol/（L?min）
0.225mol/（L?min）
；氢气的转化率=
75%
75%
；能使平衡体系中n（CH3OH）增大的措施有
降低温度（或加压或增大H2的量等）
降低温度（或加压或增大H2的量等）
．
（3）如将CO2与H2 以1：4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4．已知：
CH4 （g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1=-890.3kJ/mol
H2（g）+1/2O2（g）═H2O（l）△H2=-285.8kJ/mol
则CO2（g）与H2（g）反应生成CH4（g）与液态水的热化学方程式是
CO2（g）+4H2（g）═CH4（g）+2H2O（l）△H=-252.9kJ/mol
CO2（g）+4H2（g）═CH4（g）+2H2O（l）△H=-252.9kJ/mol
．
（4）某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量，经查得一些物质在20℃的数据如下表．
溶解度（S）/g 溶度积（Ksp）
Ca（OH）2 Ba（OH）2 CaCO3 BaCO3
0.16 3.89 2.9×10-9 2.6×10-9
（说明：Ksp越小，表示该物质在水溶液中越易沉淀）
吸收CO2最合适的试剂是
Ba（OH）2
Ba（OH）2
（填“Ca（OH）2”或“Ba（OH）2”）溶液，实验时除需要测定工业废气的体积（折算成标准状况）外，还需要测定
BaCO3的质量
BaCO3的质量
．
精英家教网为减小CO2对环境的影响，在倡导“低碳”的同时，还需加强对CO2创新利用的研究．已知：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol．T1℃时，向体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化曲线如图所示，且平衡时体系压强为P1．下列叙述中不正确的是（　　）
A、0～3min内，v（CO2）正=v （CH3OH）正B、其他条件不变，若向平衡后的体系中充入1mol氦气，体系压强增大平衡将向正方向移动C、在T1℃时，若起始时向容器中充入2molCO2和6mol H2，测得平衡时容器内压强为P2，则 P2＜2P1D、T2℃时，上述反应平衡常数为4.2，则T2＞T1

为减小CO2对环境的影响，在限制其排放量的同时，应加强对CO2创新利用的研究。
(1)① 把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液。
② 在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体。
写出②中反应的化学方程式________。
(2)如将CO2与H2以1:3的体积比混合。
①适当条件下合成某烃和水，该烃是_______(填序号)。

A．烷烃B．烯烃C．炔烃D．苯的同系物
② 适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中，充入2 mol CO2和6 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－49.0 kJ/mol。
测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

从反应开始到平衡，v(H2)＝______；氢气的转化率＝_______；能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施有______。
(3)如将CO2与H2以1:4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。
已知：
CH4 (g) + 2O2(g)  CO2(g)+ 2H2O(l)   ΔH1＝― 890.3 kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g)  H2O(l)           ΔH2＝－285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是________。
(4)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量，经查得一些物质在20℃的数据如下表。
溶解度(S)/g
溶度积(Ksp)
Ca(OH)2
Ba(OH)2
CaCO3
BaCO3
0.16
3.89
2.9×10-9
2.6×10-9
 (说明：Ksp越小，表示该物质在水溶液中越易沉淀)
吸收CO2最合适的试剂是_________[填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液，实验时除需要测定工业废气的体积(折算成标准状况)外，还需要测定__________。

为减小CO2对环境的影响，在限制其排放量的同时，应加强对CO2创新利用的研究。

(1)① 把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液。

② 在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体。

写出②中反应的化学方程式________。

(2)如将CO2与H2 以1:3的体积比混合。

①适当条件下合成某烃和水，该烃是_______(填序号)。

A．烷烃     B．烯烃      C．炔烃      D．苯的同系物

② 适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中，充入2 mol CO2和6 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－49.0 kJ/mol。

测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

从反应开始到平衡，v(H2)＝______；氢气的转化率＝_______；能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施有______。

(3)如将CO2与H2 以1:4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。

已知：

CH4 (g) + 2O2(g)  CO2(g)+ 2H2O(l)   ΔH1＝― 890.3 kJ/mol

H2(g) + 1/2O2(g)  H2O(l)            ΔH2＝－285.8 kJ/mol

则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是________。

(4)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量，经查得一些物质在20℃的数据如下表。

溶解度(S)/g

溶度积(Ksp)

Ca(OH)2

Ba(OH)2

CaCO3

BaCO3

0.16

3.89

2.9×10-9

2.6×10-9

 (说明：Ksp越小，表示该物质在水溶液中越易沉淀)

吸收CO2最合适的试剂是_________[填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液，实验时除需要测定工业废气的体积(折算成标准状况)外，还需要测定__________。

 

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