資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放，還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
（1）有科學家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相關熱化學方程式如下：6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H="-76.0" kJ·mol一1
①上述反應中每生成1 mol Fe3O4，轉移電子的物質的量為_______mol。
②已知：C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H="+113.4" kJ·mol一1，則反應：3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
（2）在一定條件下，二氧化碳轉化為甲烷的反應如下：CO2(g)+4 H2 (g)  C H4 (g)+2 H2O(g)，向一容積為2 L的恒容密閉容器中充人一定量的CO2和H2，在300℃時發(fā)生上述反應，達到平衡時各物質的濃度分別為CO2 0.2 mol·L一1，H2 0.8 mol·L一1，CH40.8 mol·L一1，H2O1.6 mol·L一1。則CO2的平衡轉化率為________。300 ℃時上述反應的平衡常數(shù)K=____________________。200℃時該反應的平衡常數(shù)K=64.8，則該反應的△H_____(填“＞’’或“<”)O。
（3）華盛頓大學的研究人員研究出一種方法，可實現(xiàn)水泥生產(chǎn)時CO2零排放，其基本原理如
圖所示:

①上述生產(chǎn)過程的能量轉化方式是____________________。
②上述電解反應在溫度小于900℃時進行，碳酸鈣先分解為CaO和CO2，電解質為熔融碳酸鈉，則陽極的電極反應式為___________________。

（1）①2；②+18.7 kJ·mol-1（2）80%；25；＜
（3）①太陽能和電能轉化為化學能；②2CO32--4e－=2CO2↑＋O2↑

解析試題分析：（1）①由6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)知，反應方程式FeO中鐵元素化合價+2升至Fe3O4中+，CO2由+4降至C中碳元素的0價，每生成1molC轉移電子4mol，生成Fe3O4 2mol ，則生成1 mol Fe3O4轉移電子2mol；②反應1：6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)，△H1="-76.0" kJ/mol；反應2：C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)，△H2="+113.4" kJ/mol，根據(jù)蓋斯定理△H=（△H1+△H2）=（-76.0+113.4）="+18.7" kJ/mol（2）2 L的恒容密閉容器中反應達到平衡時CH4濃度為0.8 mol/L，CO2濃度為0.2 mol/L，由題意知CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)，反應的CO2與生成的CH4的物質量相等，CO2的平衡轉化率為==80%；300 ℃時上述反應的平衡常數(shù)K==25；由題意知300 ℃時，K=25，200℃時，K=64.8，對正反應為吸熱的可逆反應，升高溫度，平衡正向移動，正反應的程度增大，K增大，對正反應為放熱的可逆反應，升高溫度，平衡逆向移動，正反應的程度減小，K減小，則該反應為放熱反應，△H＜0（3）由圖知，是用吸收的太陽能和電源電能進行反應能量的來源，故太陽能和電能轉化為化學能；電解反應中陽極失電子發(fā)生氧化反應，由圖知反應產(chǎn)物為O2，又電解質為熔融碳酸鈉，故反應方程式：2CO32--4e－=2CO2↑＋O2↑。
考點：電子守恒；蓋斯定理的計算；反應平衡常數(shù)的計算；反應熱與焓變；電解原理

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

氨是氮循環(huán)過程中的重要物質,氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。
(1)根據(jù)圖1提供的信息,寫出該反應的熱化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,在圖1中曲線　　　　　　　(填“a”或“b”)表示加入鐵觸媒的能量變化曲線。 

(2)在恒容容器中,下列描述中能說明上述反應已達平衡的是　　　　。 
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.單位時間內生成n mol N2的同時生成2n mol NH3
C.混合氣體的密度不再改變
D.容器內壓強不隨時間的變化而變化
(3)一定溫度下,向2 L密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2,保持體積不變,0.5 min后達到平衡,測得容器中有0.4 mol NH3,則平均反應速率v(N2)=　　　　　　,該溫度下的平衡常數(shù)K=　　　　　　　。若升高溫度,K值變化　　　　(填“增大”、“減小”或“不變”)。 
(4)為了尋找合成NH3的溫度和壓強的適宜條件,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中。

實驗編號
 		T(℃)
 		n(N2)/n(H2)
 		p(MPa)
 
ⅰ
 		450
 		1/3
 		1
 
ⅱ
 		　 
 		　 
 		10
 
ⅲ
 		480
 		　 
 		10
 
 
A.請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。
B.根據(jù)反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的特點,在給出的坐標圖2中,畫出其在1 MPa和10 MPa條件下H2的轉化率隨溫度變化的趨勢曲線示意圖,并標明各條曲線的壓強。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1。該反應可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃時，分別將0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密閉容器中發(fā)生反應，測得有關數(shù)據(jù)如下表：

實驗
編號
溫度
時間/min
0
10
20
40
50
1
130 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
2
180 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
 
0.15
 
(1)開展實驗1和實驗2的目的是______________________________。
(2)180 ℃時，反應到40 min，體系________(填“是”或“否”)達到平衡狀態(tài)，理由是__________________________；
CH4的平衡轉化率為________。
(3)已知130 ℃時該反應的化學平衡常數(shù)為6.4，試計算a的值。(寫出計算過程)
(4)一定條件下，反應時間t與轉化率α(NO2)的關系如圖所示，請在圖像中畫出180 ℃時，壓強為p2(設壓強p2>p1)的變化曲線，并做必要的標注。

(5)根據(jù)已知求算：ΔH2＝________。
CH4(g)＋4NO2(g)4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

工業(yè)上制備BaCl2的工藝流程圖如下：

某研究小組在實驗室用重晶石（主要成分BaSO4）對工業(yè)過程進行模擬實驗。查表得BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)  △H1＝＋ 571.2 kJ·mol-1    ①
BaSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + BaS(s)  △H2＝＋ 226.2 kJ·mol-1    ②
(1)氣體用過量NaOH溶液吸收得到硫化鈉。一定濃度的硫化鈉溶液因向空氣中釋放臭味而稱為“臭堿”，下列對這一現(xiàn)象的解釋你認為最合理的是        （填序號）
A．硫化鈉在水溶液中水解生成了NaOH和H2S氣體
B．硫化鈉溶液因吸收空氣中的氧氣被氧化生成了NaOH，同時生成有臭味的氣體
C．硫化鈉溶液水解的過程中因吸收空氣中的CO2而放出H2S氣體
(2)向同物質的量濃度BaCl2和KBr混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，先生成     沉淀，當＝         時，開始生成第二種沉淀，隨著AgNO3溶液的進一步滴加，此時生成的沉淀以     為主，且會          （填變大、變小、始終不變）。[已知Ksp(AgBr)＝5.4×10-13，Ksp(AgCl)＝2.0×10-10]
(3)反應C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H＝         kJ·mol-1。
(4)實際生產(chǎn)中必須加入過量的炭，同時還要通入空氣，其目的是                 。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

銅單質及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)和科研中有重要作用。
（1）已知：2Cu2O(s) + O2(g) = 4CuO(s)△H＝－292kJ·mol－1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H＝－221kJ·mol－1
請寫出用足量炭粉還原CuO（s）制備Cu2O（s）的熱化學方程式：                                                                  ；
（2）現(xiàn)用氯化銅晶體(CuCl2·2H2O，含氯化亞鐵雜質)制取純凈的CuCl2·2H2O。先將其制成水溶液，后按如圖步驟進行提純:

已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時的pH見下表

金屬離子
Fe3+
Fe2+[來源:學&科&
Cu2+
氫氧化物開始沉淀時的pH
1.9
7.0
4.7
氫氧化物完全沉淀時的pH
3.2
9.0
6.7
 
請回答下列問題:
①現(xiàn)有氧化劑NaClO、H2O2、KMnO4，X加哪種好，為什么？
　　　　　　　　　　；該反應的離子方程式為                        。
②溶液II中除Cu2+外，還有　　　　　金屬離子，如何檢驗其存在             。
③物質Y不能為下列的           
a．CuO  b．Cu(OH)2  c．CuCO3  d．Cu2(OH)2CO3    e．CaO   f．NaOH
④若向溶液Ⅱ中加入碳酸鈣，產(chǎn)生的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

2013年霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中，汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g)+2CO (g)2CO2 (g) +N2 (g)在密閉容器中發(fā)生該反應時，c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時間(t)的變化曲線，如圖所示。據(jù)此判斷：

①該反應的平衡常數(shù)表達式為   。
②該反應的ΔH   0（選填“＞”、“＜”）。
③當固體催化劑的質量一定時，增大其表面積可提高化     學反應速率。若催化劑的表面積S1＞S2，在圖中畫出c(CO2)在T2、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線。
（2）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題。
① 煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污
染。
CH4(g)＋2NO2(g) = N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) =－867kJ·mol－1
2NO2(g)  N2O4(g)                    =－56.9kJ·mol－1
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的熱化學方程式   。
②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可  達到低碳排放的目的。下圖是通過光電轉化原理以廉價原料制備新產(chǎn)品的示意圖。寫出上述光電轉化過程的化學反應方程式                     。催化劑a、b之間連接導線上電子流動方向是        (填a→b或b→a) 。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

應用化學反應原理知識解決下列問題
（1）某溫度下純水中c （H+） = 2.0×10-7 mol·L-1，則此純水中的c （OH-） =           。
（2）將某CH3COOH溶液稀釋10倍，則稀釋后的溶液中c（H+）       原來的十分之一（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）0.1 mol·L-1的下列溶液①HCl、②CH3COOH、③CH3COONa、④FeCl3、⑤NaOH，其中pH最大的是                （填序號）；實驗室配制的氯化鐵溶液顯弱酸性的原因：                                                        （用離子方程式表示）。
（4）一定條件下22g二氧化碳氣體與足量氫氣反應生成氣態(tài)甲醇（CH3OH）和水蒸氣時，放出247.5kJ熱量，其反應的熱化學方程式為                                                。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

“溫室效應”是哥本哈根氣候變化大會研究的環(huán)境問題之一。CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此，控制和治理CO2是解決“溫室效應”的有效途徑。
（1）下列措施中，有利于降低大氣中CO2濃度的有         （填字母）。
A．采用節(jié)能技術，減少化石燃料的用量
B．鼓勵乘坐公交車出行，倡導低碳生活
C．利用太陽能、風能等新型能源替代化石燃料
（2）一種途徑是將CO2轉化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。如：
2CO2（g）+2H2O（l）＝C2H4（g）+3O2（g）    △Hl="+1411.0" kJ／mol
2CO2（g）+3H2O（l）＝C2H5OH（l）+3O2（g）   △H2="+1366.8" kJ／mol
則由乙烯水化制乙醇的熱化學方程式是               。
（3）在一定條件下，6H2（g）+2CO2（g）CH3CH2OH（g）+3H2O（g）。

溫度（K）
CO2轉化率（%）
n（H2）/n（CO2）
500
600
700
800
1.5
45
33
20
12
2
60
43
28
15
3
83
62
37
22
 
根據(jù)上表中數(shù)據(jù)分析：
①溫度一定時，提高氫碳比[]，CO2的轉化率        （填“增大”“減小”或“不變”）。
②該反應的正反應為        （填“吸”或“放”）熱反應。
（4）下圖是乙醇燃料電池（電解質溶液為KOH溶液）的結構示意圖，則b處通入的是       （填“乙醇”或“氧氣”），a處發(fā)生的電極反應是         。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

霧霾已經(jīng)嚴重影響我們的生存環(huán)境。火力發(fā)電廠釋放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等氣體會造成環(huán)境污染。

圖22-1                  圖22-2                     圖22-3
（1）利用甲烷催化還原NOx：
①CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g)  △H1=-574kJ?mol-1 
②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)  △H2=-1160kJ?mol-1
甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為                   。
（2）將CO2轉化為甲醇的熱化學方程式為：
CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)  △H3
①取五份等體積CO2和H2的混合氣體（物質的量之比均為1∶3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應，反應相同時間后，測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH) 與反應溫度T的關系曲線（見圖22-1），則上述CO2轉化為甲醇反應的△H3       0（填“＞”、“＜”或“=”）。
②在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO2和3mol H2，進行上述反應。測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖22-2所示。
下列說法正確的是    （填字母代號）。

A．第10min后，向該容器中再充入1molCO2和3molH2，則再次達到平衡時c(CH3OH) ="1.5" mol/L
B．達到平衡時，氫氣的轉化率為0.75
C．0～10分鐘內，氫氣的平均反應速率為0.075mol/（L?min）
D．該溫度下，反應的平衡常數(shù)的值為3/16
E．升高溫度將使n(CH3OH)/n(CO2)增大
（3）某種脫硫工藝中將煙氣經(jīng)處理后，與一定量的氨氣、空氣反應，生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產(chǎn)品化肥。設煙氣中的SO2、NO2的物質的量之比為1∶1，則該反應的化學方程為              。
（4）電化學降解NO3- 的原理如題22-3圖所示。
①電源正極為       (填“A”或“B”)，陰極反應式為                     。
②若電解過程中轉移了1mol電子，則膜兩側電解液的質量變化差(△m左－△m右)為     g。

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