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将CO
2
转化成有机物可有效实现碳循环。下列4个反应是CO
2
转化成有机物实例：
光合作用
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在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO
2
（g）+H
2
（g）?CO（g）+H
2
O（g）
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=
c(CO)?c(
H
2
O)
c(C
O
2
)?c(
H
2
)
c(CO)?c(
H
2
O)
c(C
O
2
)?c(
H
2
)
．
（2）该反应为
吸热
吸热
反应（选填吸热、放热）．
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
bc
bc
（双选）．
a．容器中压强不变 b．混合气体中 c（CO）不变
c．v正（H
2
）=v逆（H
2
O） d．c（CO
2
）=c（CO）
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO
2
）?c（H
2
）=c（CO）?c（H
2
O），试判断此时的温度为
830
830
℃．
（5）CO
2
是目前大气中含量最高的一种温室气体．因此，控制和治理CO
2
是解决温室效应的有效途径．下列措施中，有利于降低大气中CO
2
浓度的有：
abcd
abcd
．（填字母）
a．减少化石燃料的使用 b．植树造林，增大植被面积
c．采用节能技术 d．利用太阳能、风能
（6）将CO
2
转化成有机物可有效实现碳循环，CO
2
转化成有机物的例子很多，如：
a．6CO
2
+6H
2
O
光合作用
C
6
H
12
O
6
+6O
2
b．CO
2
+3H
2
催化剂
△
CH
3
OH+H
2
O
c．CO
2
+CH
4
催化剂
△
CH
3
COOH d．2CO
2
+6H
2
催化剂
△
CH
2
=CH
2
+4H
2
O
以上反应中，最节能的是
a
a
，原子利用率最高的是
c
c
．
（2012?开封二模）由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO
2
含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．
（1）目前，用超临界CO
2
（其状态介于气态和液态之间）代替氟利昂作冷剂已成为一种趋势，这一做法对环境的积极意义在于
保护臭氧层
保护臭氧层
．
（2）将CO
2
转化成有机物可有效实现碳循环．CO
2
转化成有机物的例子很多，如：
a.6CO
2
+6H
2
O
光合
作用
C
6
H
12
O
6
+6O
2
b．CO
2
+3H
2
催化剂
△
CH
3
OH+H
2
O
c．CO
2
+CH
4
催化剂
△
CH
3
COOH d.2CO
2
+6H
2
催化剂
△
CH
2
=CH
2
+4H
2
O
以上反应中，最节能的是
a
a
，原子利用率最高的是
c
c
．
（3）若有4.4kg CO
2
与足量H
2
恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出4947kJ的热量，试写出该反应的热化学方程式
CO
2
（g）+3H
2
（g）═CH
3
OH（g）+H
2
O（g）△H=-49.47kJ/mol
CO
2
（g）+3H
2
（g）═CH
3
OH（g）+H
2
O（g）△H=-49.47kJ/mol
．
（4）为探究用CO
2
来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在一恒温恒容密闭容器，充入1mol CO
2
和3molH
2
，进行反应．测得CO
2
和CH
3
OH（g）的浓度随时间变化如图所示．从反应开始到平衡v（H
2
）=
0.225 mol?L
-1
?min
-1
0.225 mol?L
-1
?min
-1
；CO
2
的转化率=
75%
75%
；该温度下的平衡常数数值=
5.33
5.33
．能使平衡体系中n（CH
3
OH）/n（CO
2
）增大的措施有
将H
2
O（g）从体系中分离
将H
2
O（g）从体系中分离
（任写一条）．
（5）CO
2
在自然界循环时可与CaCO
3
反应，CaCO
3
是一种难溶物质，其K
sp
=2.8×10
-9
．CaCl
2
溶液与Na
2
CO
3
溶液混合可形成CaCO
3
沉淀，现将等体积的CaCl
2
溶液与Na
2
CO
3
溶液混合，若Na
2
CO
3
溶液的浓度为4×10
-4
mol/L，则生成沉淀所需CaCl
2
溶液的最小浓度为
2.8×10
-5
mol/L
2.8×10
-5
mol/L
．
工业上制备BaCl
2
的工艺流程图如下：
某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO
4
）对工业过程进行模拟实验．查表得
BaSO
4
（s）+4C（s）
高温
4CO（g）+BaS（s）△H
1
=571.2kJ?mol
-1
①
BaSO
4
（s）+2C（s）
高温
2CO
2
（g）+BaS（s）△H
2
=226.2kJ?mol
-1
②
（1）气体用过量NaOH溶液吸收，得到硫化钠．Na
2
S水解的离子方程式为
S
2-
+H
2
O?HS
-
+OH
-
、HS
-
+H
2
O?H
2
S+OH
-
S
2-
+H
2
O?HS
-
+OH
-
、HS
-
+H
2
O?H
2
S+OH
-
．
（2）反应C（s）+CO
2
（g）
高温
2CO（g）的△H
2
=
172.5
172.5
kJ?mol
-1
．
（3）“温室效应”是全球关注的环境问题之一．CO
2
是目前大气中含量最高的一种温室气体．因此，控制和治理CO
2
是解决温室效应的有效途径．
①下列措施中，有利于降低大气中CO
2
浓度的有：
abcd
abcd
．（填字母）
a．减少化石燃料的使用 b．植树造林，增大植被面积
c．采用节能技术 d．利用太阳能、风能
②将CO
2
转化成有机物可有效实现碳循环．CO
2
转化成有机物的例子很多，如：
a．6CO
2
+6H
2
O
光合作用
C
6
H
12
O
6
b．CO
2
+3H
2
催化剂
△
CH
3
OH+H
2
O
c．CO
2
+CH
4
催化剂
△
CH
3
COOH d．2CO
2
+6H
2
催化剂
△
CH
2
═CH
2
+4H
2
O
以上反应中，最节能的是
a
a
，原子利用率最高的是
c
c
．
“温室效应”是全球关注的环境问题之一．CO
2
是目前大气中含量最高的一种温室气体．因此，控制和治理CO
2
是解决温室效应的有效途径．
（1）下列措施中，有利于降低大气中CO
2
浓度的有：
．（填字母）
a．减少化石燃料的使用 b．植树造林，增大植被面积
c．采用节能技术 d．利用太阳能、风能
（2）将CO
2
转化成有机物可有效实现碳循环．CO
2
转化成有机物的例子很多，如：
a．6CO
2
+6H
2
O
光合作用
C
6
H
12
O
6
+6O
2
b．CO
2
+3H
2
催化剂
△
CH
3
OH+H
2
O
c．CO
2
+CH
4
催化剂
△
CH
3
COOH d．2CO
2
+6H
2
催化剂
△
CH
2
═CH
2
+4H
2
O
以上反应中，最节能的是
，原子利用率最高的是
．（填字母）
（3）文献报道某课题组利用CO
2
催化氢化制甲烷的研究过程如下：
反应结束后，气体中检测到CH
4
和H
2
，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe
3
O
4
．CH
4
、HCOOH、H
2
的产量和镍粉用量的关系如图所示（仅改变镍粉用量，其他条件不变）：
研究人员根据实验结果得出结论：HCOOH是CO
2
转化为CH
4
的中间体，
即：CO
2
Ⅰ
HCOOH
Ⅱ
CH
4
①写出产生H
2
的反应方程式
．
②由图可知，镍粉是
．（填字母）
a．反应Ⅰ的催化剂
b．反应Ⅱ的催化剂
c．反应Ⅰ、Ⅱ的催化剂
d．不是催化剂
③当镍粉用量从1mmol增加到10mmol，反应速率的变化情况是
．（填字母）
a．反应Ⅰ的速率增加，反应Ⅱ的速率不变
b．反应Ⅰ的速率不变，反应Ⅱ的速率增加
c．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均不变
d．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅰ的速率增加得快
e．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅱ的速率增加得快
f．反应Ⅰ的速率减小，反应Ⅱ的速率增加．
通过煤的气化和液化，使碳及其化合物得以广泛应用．
I．工业上先用煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H
2
时，存在以下平衡：CO（g）+H
2
O（g）?CO
2
（g）+H
2
（g）
（1）向1L恒容密闭容器中充人CO和H
2
O（g），800℃时测得部分数据如下表．
t/min
0
1
2
3
4
n（H
2
O）/mol
0.600
0.520
0.450
0.350
0.350
n（CO）/mol
0.400
0.320
0.250
0.150
0.150
则该温度下反应的平衡常数K=
．
（2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1mol CO、1mol H
2
O（g）、2mol CO
2
、2mol H
2
，此时υ（正）
υ（逆）（填“＞”“=”或“＜”）．
Ⅱ．已知CO（g）、H
2
（g）、CH
3
OH（l）的燃烧热分别为283kJ?mol
-1
、286kJ?mol
-1
、726kJ?mol
-1
．
（3）利用CO、H
2
合成液态甲醇的热化学方程式为
．
（4）依据化学反应原理，分析增加压强对制备甲醇反应的影响
．
Ⅲ．为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如图所示：一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y
2
O
3
的ZrO
2
晶体，它在高温下能传导O
2-
．
（5）以辛烷（C
8
H
18
）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式
．
（6）已知一个电子的电量是1.602×10
-19
C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1.929×10
5
C的电量时，生成NaOH
g．
Ⅳ．煤燃烧产生的CO
2
是造成温室效应的主要气体之一．
（7）将CO
2
转化成有机物可有效地实现碳循环．如：
a．6CO
2
+6H
2
O
光照/叶绿素
C
6
H
12
O
6
+6O
2
b．2CO
2
+6H
2
催化剂
.
△
C
2
H
5
OH+3H
2
O
c．CO
2
+CH
4
催化剂
.
△
CH
3
COOH
d．2CO
2
+6H
2
催化剂
.
△
CH
2
=CH
2
+4H
2
O
以上反应中，最节能的是
，反应b中理论上原子利用率为
．
关 闭
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通过煤的气化和液化，使碳及其化合物得以广泛应用．