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碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施，利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。已知利用植物的光合作用每吸收1mol

花匠小妙招
2024-10-26 00:14

题型：解答题-原理综合题难度：0.65 引用次数：113 题号：14552974

碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施，利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。已知利用植物的光合作用每吸收1molCO2需要吸收的能量约为470 kJ。请回答下列问题：
(1)碳汇过程中能量的转化形式为

___________

能转化为

___________

能；有资料表明，某块林木通过光合作用大约吸收了1.88×107 kJ能量，则吸收的CO2物质的量为

___________

mol；CO2与液态水光合作用生成葡萄糖(C6H12O6)固体和氧气的热化学方程式为

___________

。
(2)工业废气中的CO2可用碱液吸收。已知：
①CO2(g) + NaOH(aq) = NaHCO3(aq) ΔH=-a kJ·mol-1；
②CO2(g) + 2NaOH(aq) = Na2CO3(aq) + H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1。
反应CO2(g) + H2O(l) + Na2CO3(aq) = 2NaHCO3(aq)的=

___________

kJ/mol(用含a、b的代数式表示)。
(3)利用工业废气中的CO2、H2为原料合成甲醇(CH3OH)，已知298K时，每转化1mol CO2生成CH3OH(g)和水蒸气放出49.0 kJ热量，请写出该反应的热化学方程式

___________

；研究发现以二氧化碳和氢气为原料合成甲醇时，通常伴随着以下反应：
I．CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H= +41.2 kJ∙mol−1
II．CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H3
请应用盖斯定律计算△H3=

___________

kJ∙mol−1。

更新时间：2021/12/06 14:54:03 |

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【推荐1】化学反应中不只有物质的变化，还伴随能量的转化。
（1）经测定，20g氢气在氧气中燃烧生成水蒸气，放热2418.0kJ，写出该反应的热化学方程式

；已知：3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s)ΔH=-1118.4kJ·mol-1，根据以上信息，则3Fe（s）+4H2O（g）=Fe3O4（s）+4H2（g）的ΔH=

___

。
（2）某学生实验小组用50mL0.50mol·L-1的盐酸与50mL0.50mol·L-1的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应反应热的测定。

①图中装置缺少一种仪器，该仪器名称为

___

。
②烧杯间填满碎纸条的作用是

___

。
③若大烧杯上不盖硬纸板，求得中和热绝对值

___

。（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
④将反应混合液的

___

温度记为反应的终止温度。
⑤下列说法正确的是

___

。
A.小烧杯内残留有水，会使测得的反应热偏小
B.酸、碱混合时，应把量筒中的溶液缓缓倒入烧杯的溶液中，以防液体外溅
C.烧杯间填满碎纸条的作用是固定小烧杯
D.可用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验

【推荐2】“碳化学”是绿色化学的重要组成部分。
(1)由CO2制备甲醇的过程发生的主要反应如下：
反应I: CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) △H 1<0；
向2 L恒容密闭容器中充入3molH2和1.5molCO2，在一定条件下该反应l0min时达到平衡状态，二氧化碳的转化率a(CO2)=60%，则v(H2) =

_________________________

。(填字母)。
若要同时提高反应速率和甲醇的产量，以下措施一定可行的是
a.升高温度 b.缩小容器体积 c.分离出甲醇 d.增加CO2的浓度
(2)已知: CO2(g)+ 2H2(g)C(s)+ 2H2O(g) △H =-90.0kJ/mol ；H2O(1)=H2O(g) △H =+44.0kJ/mol； C(s)的燃烧热为394.0kJ/mol。则H2的燃烧热为

_________

kJ/mol。
(3)在某条件下，将4molH2和1molCO2，置于2L密闭容器中发生反应:
反应II :CO2(g)+4H(g) CH4(g)+2H2O(g) △H2
反应Ⅲ: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H3
CO2转化率、CH4和CO 选择性随温度变化情况分别如图所示(选择性: 转化的CO2中生成CH4或CO 的百分比)。

①反应II的△H2

________

(填“>”、“<“或“=")0，理由是

_________________________

。
②350℃时，反应II 的平衡常数K=

_______

。为减少CO 在产物中的比率，可采取

______

的措施有

______

(例举一例回答)。

【推荐3】工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体，严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.脱硝：
已知H2的燃烧热为285.8kJ·mol－1
N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH＝＋133kJ·mol－1
H2O(g)=H2O(l) ΔH＝－44kJ·mol－1
催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为

___

。
Ⅱ.脱碳：（1）向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2，在适当的催化剂作用下，发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(l)＋H2O(l) ΔH<0
①该反应自发进行的条件是

___

(填“低温”“高温”或“任意温度”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是

___

(填字母)。
a．混合气体的平均相对分子质量保持不变 b．CO2和H2的体积分数保持不变
c．CO2和H2的转化率相等 d．混合气体的密度保持不变
e．1molCO2生成的同时有3 molH—H键断裂
③CO2的浓度随时间(0～t2)变化如图所示，在t2时将容器容积缩小一倍，t3时达到平衡，
t4时降低温度，t5时达到平衡，请画出t2～t6时间段CO2浓度随时间的变化

___

。

（2）改变温度，使反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH<0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表：