CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：

1. (2018·天津) CO₂是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：
1. （1） CO₂可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，CO₂主要转化为（写离子符号）；若所得溶液c(HCO₃⁻)∶c(CO₃²⁻)=2∶1，溶液pH=。（室温下，H₂CO₃的K₁=4×10⁻⁷；K₂=5×10⁻¹¹）
3. （2） CO₂与CH₄经催化重整，制得合成气：
  CH₄(g)+ CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO (g)+ 2H₂(g)
  ①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
  化学键
  C—H
  C=O
  H—H
  C O(CO)
  键能/kJ·mol⁻¹
  413
  745
  436
  1075
  则该反应的ΔH=。分别在VL恒温密闭容器A（恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入CH₄和CO₂各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是（填“A” 或“B ”）。
  ②按一定体积比加入CH₄和CO₂ ，在恒压下发生反应，温度对CO和H₂产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900℃的原因是。
5. （3） O₂辅助的Al～CO₂电池工作原理如图4所示。该电池电容量大，能有效利用CO₂ ，电池反应产物Al₂(C₂O₄)₃是重要的化工原料。
  电池的负极反应式：。
  电池的正极反应式：6O₂+6e⁻=6O₂⁻
  6CO₂+6O₂⁻=3C₂O₄²⁻
  反应过程中O₂的作用是。
  该电池的总反应式：。

能力提升真题演练换一批

1. (2022高三下·抚州月考) 新能源氢气汽车，燃料中CO体积分数必须低于10 ×10^-4%，否则会造成催化剂中毒。CO深度去除一般采用“CO优先氧化”或“CO选择性甲烷化”的方法。
回答下列问题：
1. （1） “CO优先氧化”是向氢气燃料中通入空气，CO优先于H₂发生反应。该方法的缺点是降低了燃料的热值、(只答一条即可)。
2. （2） “CO选择性甲烷化”是通过CO加氢生成甲烷而实现CO的深度去除。反应过程：
  i.CO (g) +3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+H₂O(g) △H₁= - 206 kJ·mol^-1
  ii.CO₂(g) + 4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g) + 2H₂O(g) △H₂
  iii.CO₂(g) +H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g) + H₂O(g) △H₃= + 41 kJ ·mol^-1
  ①△H₂ =kJ·mol^-1；
  ②采用“CO选择性甲烷化”的方法消除CO，该方法最明显的缺点是。
  ③欲使CO体积分数必须低于10 ×10^-4% ，应采取的措施是(填标号)。
  A．升高温度 B．降低压强 C．使用CO加氢催化剂 D．使用CO₂加氢抑制剂
3. （3）有研究认为CO加氢甲烷化存在下列过程(如图所示)，限速步骤是(填标号)，从结构上给予解释：。
  在某一条件下进行CO加氢甲烷化，发生i、ii和iii反应，相关数据如下：
  体积/L
  CO
  CO₂
  H₂
  H₂O
  CH₄
  反应前
  10
  10
  80
  1.0 ×10^-7
  1.0 ×10^-7
  反应后
  1.0 ×10^-6
  10
  x
  10
  10
  ①x=(保留2位有效数字)；
  ②此条件下反应iii的平衡常数K= 100，通过计算判断反应iii是否平衡。
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2. (2021·承德模拟) 综合利用富钛废渣(含 $\text{[math]}$ 、ZnO、 $\text{[math]}$ 和少量有机物)制备锂离子电池正极材料中间体，并获得部分副产品的工艺流程如下：

已知： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，溶液中离子浓度 $\text{[math]}$ 时认为该离子沉淀完全。回答下列问题：
1. （1） “灼烧”的目的为；“酸溶”时用硝酸代替硫酸的不足之处为。
2. （2）若省略“还原”工序可能导致的后果为；当观察到现象时，即可停止加入铁粉。
3. （3） “酸溶”后钛以 $\text{[math]}$ 形式存在，则“水解”反应的离子方程式为； $\text{[math]}$ 中过氧键的数目为。
4. （4） “氧化”后所得溶液中过渡金属离子浓度均为 $\text{[math]}$ ，则“调pH”的合理范围为。
5. （5）滤液2可用于制备活性ZnO，其方法为。
6. （6） “转化”反应的化学方程式为；以铁、石墨为电极，电解NaOH溶液也可制得 $\text{[math]}$ ，其中Fe作(填“阳极”或“阴极”)，阳极的电极反应式为。
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3. (2021·海南) 碳及其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类的生产和生活中。已知25℃， $\text{[math]}$ 时：
① $\text{[math]}$ 葡萄糖 $\text{[math]}$ 完全燃烧生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，放出 $\text{[math]}$ 热量。

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

回答问题：
1. （1） 25℃时， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 经光合作用生成葡萄糖 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的热化学方程式为。
2. （2） 25℃， $\text{[math]}$ 时，气态分子断开 $\text{[math]}$ 化学键的焓变称为键焓。已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 键的键焓分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 分子中碳氧键的键焓为 $\text{[math]}$ 。
3. （3）溶于水的 $\text{[math]}$ 只有部分转化为 $\text{[math]}$ ，大部分以水合 $\text{[math]}$ 的形式存在，水合 $\text{[math]}$ 可用 $\text{[math]}$ 表示。已知25℃时， $\text{[math]}$ 的平衡常数 $\text{[math]}$ ，正反应的速率可表示为 $\text{[math]}$ ，逆反应的速率可表示为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 的代数式表示)。
4. （4） 25℃时，潮湿的石膏雕像表面会发生反应： $\text{[math]}$ ，其平衡常数 $\text{[math]}$ 。[已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ]
5. （5）溶洞景区限制参观的游客数量，主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用，从化学平衡的角度说明其原因。
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1. (2021·山东) 2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应：
反应Ⅰ： +CH₃OH $\text{[math]}$ △H₁
反应Ⅱ： +CH₃OH $\text{[math]}$ △H₂
反应Ⅲ： $\text{[math]}$ △H₃
回答下列问题：
1. （1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数K_x与温度T变化关系如图所示。据图判断，A和B中相对稳定的是 (用系统命名法命名)； $\text{[math]}$ 的数值范围是(填标号)。
  A．<-1 B．-1～0 C.0～1 D．>1
2. （2）为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数K_x3=9.0，则平衡体系中B的物质的量为mol，反应Ⅰ的平衡常数K_x1=。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时，A与CH₃OH物质的量浓度之比c(A)：c(CH₃OH)=。
3. （3）为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH₃OH。控制温度为353K，A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为 (填“X”或“Y”)；t=100s时，反应Ⅲ的正反应速率v_正逆反应速率v_逆(填“＞”“＜”或“=)。
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2. (2021·湖南) $\text{[math]}$ 可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要以 $\text{[math]}$ 形式存在，还含有 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等物质。以独居石为原料制备 $\text{[math]}$ 的工艺流程如下：

回答下列问题：
1. （1）铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为；
2. （2）为提高“水浸”效率，可采取的措施有(至少写两条)；
3. （3）滤渣Ⅲ的主要成分是(填化学式)；
4. （4）加入絮凝剂的目的是；
5. （5） “沉铈”过程中，生成 $\text{[math]}$ 的离子方程式为，常温下加入的 $\text{[math]}$ 溶液呈(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知： $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ )；
6. （6）滤渣Ⅱ的主要成分为 $\text{[math]}$ ，在高温条件下， $\text{[math]}$ 、葡萄糖( $\text{[math]}$ )和 $\text{[math]}$ 可制备电极材料 $\text{[math]}$ ，同时生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，该反应的化学方程式为
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3. (2021·河北) 当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
1. （1）大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如表：
  
  物质
  
  H₂(g)
  
  C(石墨，s)
  
  C₆H₆(l)
  
  燃烧热△H(kJ•mol^-1)
  
  -285.8
  
  -393.5
  
  -3267.5
  
  则25℃时H₂(g)和C(石墨，s)生成C₆H₆(l)的热化学方程式为。
2. （2）雨水中含有来自大气的CO₂ ，溶于水中的CO₂进一步和水反应，发生电离：
  ①CO₂(g)=CO₂(aq)
  
  ②CO₂(aq)+H₂O(l)=H⁺(aq)+HCO $\text{[math]}$ (aq)
  
  25℃时，反应②的平衡常数为K₂。
  
  溶液中CO₂的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数)，比例系数为ymol•L^-1•kPa^-1 ，当大气压强为pkPa，大气中CO₂(g)的物质的量分数为x时，溶液中H⁺浓度为mol•L^-1(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO $\text{[math]}$ 的电离)
3. （3） 105℃时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO₃)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO₃(s) $\text{[math]}$ M₂CO₃(s)+H₂O(g)+CO₂(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。
  保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO₂(g)，再加入足量MHCO₃(s)，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa，CO₂(g)的初始压强应大于kPa。
4. （4）我国科学家研究Li—CO₂电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：
  ①Li—CO₂电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO₂在(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO₂电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。
  
  Ⅰ.2CO₂+2e^-=C₂O $\text{[math]}$ Ⅱ.C₂O $\text{[math]}$ =CO₂+CO $\text{[math]}$
  
  Ⅲ. Ⅳ.CO $\text{[math]}$ +2Li⁺=Li₂CO₃
  
  ②研究表明，在电解质水溶液中，CO₂气体可被电化学还原。
  
  Ⅰ.CO₂在碱性介质中电还原为正丙醇(CH₃CH₂CH₂OH)的电极反应方程式为。
  
  Ⅱ.在电解质水溶液中，三种不同催化剂(a、b、c)上CO₂电还原为CO的反应进程中(H⁺被还原为H₂的反应可同时发生)，相对能量变化如图.由此判断，CO₂电还原为CO从易到难的顺序为(用a、b、c字母排序)。
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