题目内容

(15分)为减少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。最近科掌家提出“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。“绿色自由”构想技术流程如下:

   (1)请写出上述流程中分解池中发生反应的化学方程式              

   (2)在合成塔中,若有2.2kgCO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水、甲醇,可放出2473.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式              

   (3)若在体积为2L的密闭容器中,充入2molCO2和6rnolH2,一定条件下发生上述反应,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)/n(CO2)增大的措施有           

   (4)某同学用测定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。

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____。

   (5)“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”,上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外,还包括          

   (6)常温下,0.1 mol/L KHCO。溶液的pH大于8,则溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:_   ___。

 

(15分)(1)2KHCO3K2CO3+H2O+CO2(2分)

   (2)2×105Pa、300℃(1分)

CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=—49.47kJ/mol(2分)

   (3)v(H2)=0.24mol/(L·min)(2分)80%(2分)降低温度(或加压或增大H2的量或将

H2O(g)从体系中分离等)(1分)

   (4)Ba(OH)2(1分)BaCO3的质量(1分)

   (5)高温水蒸气(1分)

  (6)c(K+)>c(HCO-3)>c(OH-)>c(H+)>c(CO2-3)(2分)

解析:

 

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(2012?潮州二模)为减少和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究.甲醇是一种可再生燃料,它的沸点为64.7℃.有科学家提出绿色构想:把含有CO2的空气或工业尾气通入碳酸钾溶液中,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想流程如下:(相对原子质量:C-12  O-16   Ca-40   Ba-137)

试回答下列问题:
(1)写出分解池中发生反应的化学方程式
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O

(2)在2×105Pa、300℃合成塔中,若有CO2与H2反应生成32g甲醇和水,放出49.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式:
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH (g)+H2O(g)△H=-49.5kJ?mol-1
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH (g)+H2O(g)△H=-49.5kJ?mol-1
_
删去此空
删去此空

(3)在合成塔中发生的是放热反应,高温不利于甲醇的生成,合成塔中维持300℃的较高温度的原因可能是
该温度下催化剂的活性最高(较低温时反应速率过慢,生产效率低)
该温度下催化剂的活性最高(较低温时反应速率过慢,生产效率低)
;若要提高甲醇的产率,可采取的措施有(写2条):
降温
降温
加压或将水和甲醇从混合体系中分离出来
加压或将水和甲醇从混合体系中分离出来

(4)甲醇的一个重要作用是制燃料电池,常用KOH作电解质溶液,负极的电极反应式为:
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O或:2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O或:2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O

(5)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6,c (H2CO3)=1.5×10-5mol?L-1,若忽略水的电离和H2CO3的二级电离,则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=
4.2×10-7 mol?L-1
4.2×10-7 mol?L-1
(计算结果保留2位有效数字,己知10-5.6=2.5×10-6).
(6)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积常数分别为4.96×10-9、2.58×10-9,该同学应该选用较合适的试剂是
AD
AD
(填字母).
A.Ba(OH)2溶液                 B.Ca(OH)2溶液
C.BaCl2和NaOH混合溶液       D.CaCl2溶液.
大量排放CO2会加重温室效应,影响地球大气环境.为减少CO2对环境的影响,世界各国在限制其排放量的同时加强了对CO2创新利用的研究,如致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究,把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质,如甲醇、CH4、汽油 等.
I.目前,用超临界CO2(其状态介于气态和液态之间)代替氟利昂作致冷剂已经成为一种趋势,这一做法的积极意义在于
 

II.有科学家提出“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,经过化学反应后使之变为可再生燃料甲醇.“绿色自由”构想技术流程如下:
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(1)吸收池中反应的化学方程式为:
 

(2)在合成塔中,若有4.4kgCO2与足量H2恰好完全反应,可放出4947kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式
 

(3)控制不同的反应条件,CO2和H2反应还可以得到其它有机物.如将CO2和H2以1:4的体积比混合,在适当条件下反应,可获得重要能源CH4:CO2+4H2=CH4+2H2O;如将CO2和H2以1:3的体积比混合,还可生成某种重要的化工原料和水,该化工原料可能是
 

A.烷烃        B.烯烃         C.炔烃          D.芳香烃
(4)已知在443~473K时,用钴(Co)作催化剂可使CO2和H2生成C5~C8的烷烃,这是人工合成汽油的方法之一.要达到汽油的要求,CO2和H2体积比的取值范围应是
 

Ⅲ.若在一密闭恒容容器中充入CO2和H2的物质的量分别为1mol和3mol,发生反应得到CH3OH(g)和H2O(g).测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:
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(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
 
mol/(L?min).
(2)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是
 

A.升高温度                    B.充入He(g),使体系压强增大 
C.将H2O(g)从体系中分离       D.再充入1mol CO2和3mol H2

(15分)为减少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。最近科掌家提出“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。“绿色自由”构想技术流程如下:

   (1)请写出上述流程中分解池中发生反应的化学方程式              

   (2)在合成塔中,若有2.2kgCO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水、甲醇,可放出2473.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式              

   (3)若在体积为2L的密闭容器中,充入2molCO2和6rnolH2,一定条件下发生上述反应,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)/n(CO2)增大的措施有           

   (4)某同学用测定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。

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____。

   (5)“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”,上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外,还包括          

   (6)常温下,0.1 mol/L KHCO。溶液的pH大于8,则溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:_    ___。

 

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