Question

【题目】CH4和CO2反应可以制造价值更高的化学产品．

(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4L容器中通入6molCO2、6molCH4,发生反应：CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)平衡体系中各组分的浓度为：

物质	CH4	CO2	CO	H2
平衡浓度mol/L	0.5	0.5	2.0	2.0

①此温度下,该反应的平衡常数K=______注明单位．

②已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH1kJmol-1

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2kJmol-1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH3kJmol-1

反应CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)的ΔH=______ kJmol-1

(2)用Cu2Al2O4做催化剂,一定条件下,发生反应：CO2+CH4CH3COOH,请回答：

①温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率如图250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是______

②为提高上述反应CH4的转化率,可采取的措施有______（写2种）

③Cu2Al2O4可溶解在稀硝酸中,被氧化的元素为______,每消耗3molCu2Al2O4时被还原的HNO3为______mol

(3)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2,

①若寻找吸收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.可在具有强氧化性的物质中寻找

c.可在ⅠA、ⅡA族元素的氧化物中寻找

②Li4SiO4可用于吸收、释放CO2,原理是：500℃时, CO2与Li4SiO4接触生成Li2CO3；平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2, Li4SiO4再生,该原理的化学方程式______．

Answer 1

【答案】64mol2L-2 △H1-2△H3+2△H2 温度在250～300℃时，催化剂的催化效率降低 增大反应压强、增大CO2的浓度 Cu 2 ac CO2+Li4SiO4Li2CO3+Li2SiO3

【解析】

(1) ①根据K=计算；

②根据盖斯定律计算；

(2)①催化剂的活性降低，导致温度升高而乙酸的生成速率降低；

②根据方程式，增大压强，或增大CO2的浓度，可使平衡正向进行；

③被还原HNO3为化合价降低的硝酸；

(3)①a．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；

b．Li2O、Na2O、MgO都没有强氧化性，则吸收二氧化碳与氧化还原无关；

c．Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，锂、钠、镁为ⅠA、ⅡA族元素，可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质；

②在500℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3，反应物为CO2与Li4SiO4，生成物有Li2CO3。

(1) ①K===64mol2L-2；

②①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH1kJmol-1，②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2kJmol-1，③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH3kJmol-1，根据盖斯定律，①+2×②-2×③，即可得到CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)，则ΔH=△H1-2△H3+2△H2 kJmol-1；

(2)①催化剂的活性降低，导致温度升高而乙酸的生成速率降低；

②根据方程式，增大压强，可使平衡正向进行，或增大CO2的浓度，也可使平衡正向进行，从而提高CH4的转化率。

③Cu2Al2O4中Cu的化合价为+1价，与硝酸反应时，变为+2价，被氧化；每消耗3molCu2Al2O4时，转移6mol电子，则硝酸的化合价由+5变为+2价，被还原HNO3为2mol；

(3)①a．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，符合题意，a正确；

b．Li2O、Na2O、MgO都没有强氧化性，则吸收二氧化碳与氧化还原无关，与题意不符，b错误；

c．Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，锂、钠、镁为ⅠA、ⅡA族元素，可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，符合题意，c正确；

答案为ac；

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，则方程式为CO2+Li4SiO4Li2CO3+Li2SiO3。