题目内容
（16分）CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）在一定条件下，CH4和CO2以镍合金为催化剂，发生反应：CO2(g)＋CH4(g)
2CO(g)＋2H2(g)，其平衡常数为K，在不同温度下，K 的值如下：
①从上表可以推断：该反应的逆反应是 （填“吸”、“放”）热反应。
②此温度下该反应的平衡常数表达式为K=__________________。
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。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 。
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为 。
（3）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。
①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
②Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4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，说明该原理的化学方程式是__________________ _________。
（1） ①放热 ②
（4分，各2分）
（2）①温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低 （2分）
②增大反应压强或增大CO2的浓度 （2分）
③3Cu2Al2O4+32H++2NO3－ = 6Cu2++ 6Al3++2NO↑+16H2O （3分）
（3）①a b （2分） ②CO2 + Li4SiO4
Li2CO3 + Li2SiO3 （3分）
【解析】
试题分析：（1）①升高温度，化学平衡常数增大，说明升高温度，平衡向正反应方向移动。根据平衡移动原理可知：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，正反应方向为吸热反应，所以该反应的逆反应是放热反应；②化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时，各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比，所以此温度下该反应的平衡常数表达式为K=；（2）①一般情况下温度升高，化学反应速率加快，该反应使用了催化剂，任何催化剂的催化活性都有一定的温度范围。.但是250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因可能是温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低；②CH4(g)+CO2(g) CH3COOH(g)，该反应的正反应是气体体积减小反应，为了提高该反应中CH4的转化率，根据平衡移动原理，可知可以采取的措施是增大反应体系的压强或增大CO2的浓度。③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中，发生氧化还原反应，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式为3Cu2Al2O4+32H++2NO3－ = 6Cu2++ 6Al3++2NO↑+16H2O。（3）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。①如果寻找吸收CO2的其他物质，由于Li、Na、Mg都是元素周期表ⅠA、ⅡA的元素，所以应该在可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找；这些氧化物都是碱性氧化物，所以还可以在在碱性氧化物中寻找，故选项是a b；②Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4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，说明反应是可逆反应，该反应的正反应是放热反应，升高温度，根据平衡移动原理可知，平衡向吸热的逆反应方向移动，重新产生CO2，用能够说明该原理的化学方程式表示是CO2 + Li4SiO4Li2CO3 + Li2SiO3，ΔH<0。
考点：考查反应热的判断、平衡移动的因素、反应条件的控制、化学方程式和离子方程式的书写的知识。
考点分析： 考点1：化学平衡状态及移动 试题属性- 题型：
- 难度：
- 考核：
- 年级：
利用如图所示装置进行下列实验，不能得出相应实验结论的是
选项 | ① | ② | ③ | 实验结论 |
A | 稀硫酸 | Na2CO3 | Na2SiO3溶液 | 非金属性：S>C>Si |
B | 浓硫酸 | 蔗糖 | 溴水 | 浓硫酸具有脱水性、氧化性 |
C | 浓硝酸 | Fe | NaOH溶液 | 说明铁和浓硝酸反应可生成NO2 |
D | 浓氨水 | 生石灰 | 酚酞 | 氨气的水溶液呈碱性 |
CH3COO－＋H＋达到电离平衡时，电离平衡常数可以表示为Ka＝
；CH3COO－＋H2O
(式中各粒子浓度均为平衡时浓度)。
2SO2 (g) + O2 (g) △H1
（16分）I．一定条件下铁可以和CO2发生反应：
Fe(s)＋CO2(g)
FeO(s)＋CO(g) △H＞0。1100℃时，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。
（1）8分钟内，CO的平均反应速率v(CO)=___________（结果保留3位有效数字）。
（2）1100℃时该反应的平衡常数K＝ （填数值）；该温度下，若在8分钟时CO2和CO各增加0.5mol/L，此时平衡 移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。
（3）1100℃时，2L的密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 3molFe、2molCO2 | 4molFeO、3molCO |
CO的浓度(mol/L) | C1 | C2 |
CO2的体积分数 | φ 1 | φ 2 |
体系压强（Pa） | P1 | P2 |
下列说法正确的是___________（填序号）；
A．2C1 = 3C2 B．φ1 = φ2 C．P1＜P2
II．（4）已知：①Fe(OH)3(aq)
Fe3+(aq)+3OH－(aq)；ΔH= a kJmol-1
②H2O(l) H+(aq)+OH－(aq)；ΔH=b kJmol－1
请写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式： 。
（5）柠檬酸（用H3R表示）可用作酸洗剂，除去水垢中的氧化铁。
溶液中H3R、H2R－、HR2－-、R3－的微粒数百分含量与pH的关系如图所示。图中a曲线所代表的微粒数的百分含量随溶液pH的改变而变化的原因是 （结合必要的方程式解释）。调节柠檬酸溶液的pH=4时，溶液中上述4种微粒含量最多的是 （填微粒符号）。
III．（6）高铁酸钠（Na2FeO4）广泛应用于净水、电池工业等领域，工业常用电解法制备，其原理为
Fe+2OH－-+2H2O
FeO42－-+3H2↑
请设计一个电解池并在答题卡的方框内画出该装置的示意图并作相应标注。
其阳极反应式为：________________________________。
