题目内容
【题目】综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。
⑴ Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是_______。
a.可在碱性氧化物中寻找
b.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c.可在具有强氧化性的物质中寻找
⑵ Li4SiO4可用于吸收、释放CO2,原理是:在500℃,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生。写出CO2与Li4SiO4反应的化学方程式 ;该反应为_______(填“吸”或者“放”)热反应,原因是 _____________。
⑶ CO与H2在催化剂作用下发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。对此反应进行如下研究:某温度下在某2 L恒容密闭容器中分别充入1.2 mol CO和1 mol H2,达到平衡测得有0.4 mol CH3OH(g),则该反应平衡常数值为_______。
⑷ 在200℃并用钴做催化剂的条件下,CO与H2可合成C5H12(汽油的一种成分),可减少碳排放。反应中能量变化如下图所示,写出该反应的热化学方程式______________。
⑸ 如下图所示,利用缺铁氧化物[如Fe0.9O]可实现CO2的综合利用、构建低碳环保社会。请说明该转化的优点_____________________。
【答案】(14分,每空2分)(1)a b
(2)2CO2+Li4SiO42Li2CO3+SiO2;放,
升高温度,平衡向逆向进行,说明逆反应为吸热反应,所以正反应为放热反应。(3)50
(4)5CO(g)+11H2(g)=C5H12(g)+5H2O(g) H= +(b-a) kJ/mol
(5)将CO2转化为C和O2;利用了太阳能;Fe3O4可循环使用(写出一条给1分)。
【解析】
试题分析:(1)a.Li2O、Na2O、MgO均属于碱性氧化物,均能吸收酸性氧化物CO2,可在碱性氧化物中寻找吸收CO2的其他物质,故a正确;b.Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2,钠、镁为ⅠA、ⅡA族元素,所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质,故b正确;
c.Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2,但它们都没有强氧化性,且吸收二氧化碳与氧化还原无关,故c错误;故答案为ab;
(2)在500℃,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3,反应物为CO2与Li4SiO4,生成物有Li2CO3,根据质量守恒可知产物还有Li2SiO3,所以化学方程式为:CO2+Li4SiO4Li2CO3+Li2SiO3;由于升高温度平衡左移,故正反应为放热反应;
(3)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始:1.2mol 1mol 0
转化:0.4mol 0.8mol 0.4mol
平衡:0.8mol 0.2mol 0.4mol
所以:k==50(mol/L)-2;
(4)根据图1可知,反应物为5molCO气体和11mol氢气,产物为1mol戊烷气体和5mol水蒸汽,由于反应物的能量低于产物的能量,故此反应为吸热反应,且吸收(b-a)kJ,故热化学方程式为:5CO(g)+11H2(g)═C5H12(g)+5H2O(g) △H=+(b-a)kJ/mol;
(5)根据图示可知,Fe0.9O可以将CO2转化为Fe3O4和C,而Fe3O4又在太阳能高温作用下分解为Fe0.9O和氧气,在此循环过程中,利用了太阳能,Fe3O4可循环使用,且能将CO2转化为C和O2,减少了空气污染。