②根据反应CO2（g）+H2（g）
HCOOH（g），当投料比［
］=1，即a=1时，恰好达到最大转化，HCOOH平衡时的体积分数最大；
③氢气的量越大，即投料比［
］越大，CO2的转化率越大，故A、B、C三点CO2（g）的平衡转化率αA、αB、αC由大到小的顺序为
>
>
；
④T1温度下，在体积为1L的恒容密闭容器中，起始投料n（CO2）=1mol，C点时投料比［
］=2，则n（H2）=2mol，HCOOH平衡时的体积分数为5%，设平衡时CO2转化率为x，则：
CO2（g）+H2（g）
HCOOH（g）
开始时的浓度（mol/L）120
改变的浓度（mol/L）xxx
平衡时的浓度（mol/L）1-x2-xx
则有
，解得x=
；该反应的平衡常数K=
=
。
3．（湖南省永州市2020届高三第二次模拟考试）SO2是空气中主要的大气污染物，国家规定在排放前必须经过处理。
Ⅰ．碱液吸收法：
工业上常用NaOH溶液做吸收液。
（1）向0.5L1mol·L－1的NaOH溶液中通入标准状态下11.2L的SO2。
①写出反应的离子方程式__________；
②已知：
Ka1＝1.54×10－2，Ka2＝1.02×10－7，则所得溶液呈_______（填“酸性”、“碱性”或“中性”），下列有关吸收液中粒子浓度大小关系正确的是_________。
Ac（H2SO3）＞c（SO32－）
Bc（Na＋）＋c（H+）＝c（HSO3－）＋2c（SO32－）＋c（OH－）
Cc（Na＋）＝c（H2SO3）＋c（HSO3－）＋c（SO32－）
Dc（Na＋）＞c（HSO3－）＞c（SO32－）＞c（H+）＞c（OH－）
（2）工业上也可以用Na2SO3溶液吸收SO2，并用电解法处理吸收SO2后所得溶液以实现吸收液的回收再利用，装置如下图所示：
①工作一段时间后，阴极区溶液的pH_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
②写出阳极的电极反应式_______。
Ⅱ．SO2的回收利用：
（3）SO2与Cl2反应可制得磺酰氯（SO2Cl2），反应为SO2（g）＋Cl2（g）
SO2Cl2（g）。
按投料比1:
1把SO2与Cl2充入一恒压的密闭容器中发生上述反应，SO2的转化率与温度T的关系如下图所示：
①该反应的ΔH________（填“＞”、“＜”或“＝”）0。
②若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的分压平衡常数Kp＝_____（用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数）。
【答案】Ⅰ
（1）①2OH－＋SO2=HSO3－②酸性BC
（2）①增大②HSO3－－2e－＋2H2O=3H+＋SO42－Ⅱ（3）①＜②3/p
【解析】
Ⅰ
（1）①标准状况下11.2L的SO2的物质的量为
=0.5mol，0.5L1mol·L－1的NaOH的物质的量为
=0.5mol，按1：
1反应，生成NaHSO3，故离子方程式为2OH－＋SO2=HSO3－，故答案为2OH－＋SO2=HSO3－；
②已知：
Ka1＝1.54×10－2，Ka2＝1.02×10－7，可知HSO3－的电离大于水解，溶液显酸性；
A.HSO3－的电离大于水解,则c（H2SO3）＜c（SO32－），A项错误；
B.根据电荷守恒：
c（Na＋）＋c（H+）＝c（HSO3－）＋2c（SO32－）＋c（OH－），B项正确；
C.根据元素守恒：
c（Na＋）＝c（H2SO3）＋c（HSO3－）＋c（SO32－），C项正确；
D.HSO3－的电离大于水解，又水电离出氢离子，则正确的排序为c（Na＋）＞c（HSO3－）＞c（H+）＞c（SO32－）＞c（OH－），D项错误；故答案为BC；
（2）①电解池中，阴极区是溶液中的氢离子放电，电极反应式为：
2H++2e-=H2↑，则pH增大，故答案为：
增大；
②由装置图可知，右边为亚硫酸氢根失电子易被氧化为硫酸根，为阳极，则电极反应式为HSO3--2e-+2H2O＝SO42-+3H+，故答案为：
HSO3－－2e－＋2H2O=3H+＋SO42－
Ⅱ（3）①根据图象，升高温度，SO2的转化率减小，说明平衡逆向移动，说明该反应正反应为放热反应，△H＜0，故答案为＜；
②设SO2的物质的量为1mol，则Cl2的物质的量为1mol，列三段式如下：
平衡常数K=
=
，故答案为：
3/p。
4．（百校联盟2020届高三模拟考试理综）CO2是一种常用的化工原料,可应用于化学和食品加工过程的惰性保护、焊接气体、植物生长刺激剂,在铸造中用于硬化模和芯子及用于气动器件,还应用于杀菌气的稀释剂。
请回答下列问题:
I.我国中科院研究所利用CO2与环氧丙烷（
）合成生物降解聚碳酸酯（PPC）和聚（碳酸酯-醚）多元醇,则环氧丙烷中碳元素的平均化合价为____,CO2的结构式为_________。
II.CO2与H2反应可用于生产甲醇
（1）已知氢气与甲醇的燃烧热分别为akJ·mol-1、bkJ·mol-1,H2O（g）=H2O（l）△H=ckJ·mol-1,CH3OH（g）=CH3OH（l）∆H=dkJ·mol-1，则CO2与H2反应产生气态甲醇与气态水的热化学方程式为__________________________。
（2）取一定体积的CO2和H2的混合气体，加入恒容密闭容器中，发生上述反应，相同时间内，测得甲醇的体积分数
（CH3OH）与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的
（CH3OH）随反应温度T变化的原因为_______________。
（3）温度为T时,向体积分别为V1、V2的甲.乙两容器中充人相同量的CO2和H2的混合气体,经过一段时间两容器均达到平衡，测得压强分别为p1、p2,如图2所示，则p1_____（填“>”“<”或“=”）p2。
（4）一定温度下,在1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,压强为p0kPa,发生上述反应,测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。
①反应进行到4min时,v（正）________（填“>”“<"或“=”）v（逆）。
0~4min,H2的平均反应速率v（H2）=______mol·L-1·min-1。
②CO2平衡时的体积分数为____________，该温度下Kp=________（可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算,也可以用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数
【答案】I.
O=C=OII.
（1）CO2（g）＋3H2（g）=CH3OH（g）＋H2O（g）△H=（b－3a－c－d）kJ·mol－1
（2）一定时间内，当温度低于T1时，反应未达到平衡，随着温度升高，反应速率增大，甲醇的体积分数增大；当温度大于T1时，反应达到平衡状态，因该反应为放热反应，随着温度升高，平衡逆向进行，甲醇的体积分数减小（3）>（4）①>0.375②10%
【解析】
I.根据环氧丙烷的结构式，推出其分子式为C3H6O，O为－2价，H为＋1价，化合价代数和为0，C的平均价态为
；C和O之间共用2个电子对，CO2的结构式为O=C=O；
II．
（1）H2燃烧热的热化学反应方程式为H2（g）＋
O2（g）=H2O（l）△H1=－akJ·mol－1①；CH3OH（l）＋
O2（g）=CO2（g）＋2H2O（l）△H2=－bkJ·mol－1②；H2O（g）=H2O（l）△H3=ckJ·mol－1③；CH3OH（g）=CH3OH（l）△H4=dkJ·mol－1；CO2与H2反应生成甲醇与气态水的方程式为CO2＋3H2=CH3OH＋H2O，根据盖斯定律，有3×①－②－③－④得出：
CO2（g）＋3H2（g）=CH3OH（g）＋H2O（g）△H=（b－3a－c－d）kJ·mol－1；
（2）由图1可知，相同时间内，测的甲醇体积分数随反应温度的升高先增大后减小，是因为一开始温度低时，反应未达到平衡，随着温度升高，反应速率增大，相同时间内生成的甲醇的量增大，当反应达到平衡后，由图可知该反应为放热反应，升高温度，平衡左移，相同时间内生成甲醇的量减少；
（3）根据图2相同温度下，甲容器中的反应先达到平衡，说明甲容器中的压强较大，即p1>p2；
（4）①根据图像反应进行到4min时，甲醇的物质的量继续增大，反应正向进行，即v（正）>v（逆）；0～4min，消耗CO2的物质的量浓度为（1－0.5）mol·L－1=0.5mol·L－1，此时消耗H2的物质的量浓度为1.5mol·L－1，根据化学反应速率的表达式v（H2）=
=0.375mol/（L·min）；
②
则CO2的体积分数为
×100%=10%；相同条件下，压强之比等于物质的量之比，即达到平衡时总压强为p=
p0，Kp=
=
。
5．（河南省四名校2020届高三3月线上联合考试）利用太阳能、风能、生物质能等可再生能源，转化利用二氧化碳设计出适合高效清洁的合成燃料分子结构，实现CO2+H2O→CxHy的分子转化，生产合成甲烷、醇醚燃料、烷烃柴油、航空燃油等可再生合成燃料。
因此二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
（1）一定条件下，在CO2与足量碳反应所得平衡体系中加入H2和适当催化剂，有下列反应发生：
CO（g）+3H2（g）
CH4（g）+H2O（g）△H1=-206.2kJ/mol
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）∆H2
若CO2氧化H2生成0.1molCH4（g）和一定量的H2O（g），整个过程中放出的热量为16.5kJ，则△H2=__。
（2）合成二甲醚的总反应为2CO2（g）+6H2（g）
CH3OCH3（g）+3H2O（g）∆H=-122.4kJ·mol-1。
某温度下，将2.0molCO2（g）和6.0molH2（g）充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH3OCH3（g）的物质的量分数变化情况如图所示，则p1__（填“>”“<"或“=”，下同）p2。
若T3、p3，T4、p4时平衡常数分别为K3、K4则K3__K4，T1、p1时H2的平衡转化率为___。
（结果保留三位有效数字）
（3）向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2，在适当的催化剂作用下，下列反应能自发进行：
CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）。
①该反应△H__（填“>”“<”或“=”）0。
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是__（填字母代号）。
a．混合气体的平均相对分子质量保持不变
b．1molCO2生成的同时有3molH-H键断裂
c．CO2的转化率和H2的转化率相等
d．混合气体的密度保持不变
③上述反应常用CuO和ZnO的混合物作催化剂。
相同的温度和时间段内，催化剂中CuO的质量分数对CO2的转化率和CH3OH的产率影响的实验数据如下表所示：
ω（CuO）%
10
20
30
40
50
60
70
80
90
CH3OH的产率
25%
30%
35%
45%
50%
65%
55%
53%
50%
CO2的转化率
10%
13%
15%
20%
35%
45%
40%
35%
30%
由表可知，CuO的质量分数为__催化效果最佳。
（4）CO2可用于工业制备草酸锌，其原理如图所示（电解液不参加反应），Zn电极是__极。
已知在Pb电极区得到ZnC2O4，则Pb电极上的电极反应式为__。
【答案】
（1）-41.2kJ/mol
（2）><57.1%（3）①<②ab③60（4）阳2CO2+2e-==C2O42-
【解析】
（1）由“若CO2氧化H2生成0.1molCH4（g）和一定量的H2O（g），整个过程中放出的热量为16.5kJ”，我们可写出热化学方程式为：
CO2（g）+4H2（g）==CH4（g）+2H2O（g）△H=-165.0kJ/mol①
CO（g）+3H2（g）
CH4（g）+H2O（g）△H1=-206.2kJ/mol②
利用盖斯定律，将②-①，即得CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）∆H2=-41.2kJ/mol。
答案为：
-41.2kJ/mol；
（2）合成二甲醚的总反应为2CO2（g）+6H2（g）
CH3OCH3（g）+3H2O（g）∆H=-122.4kJ·mol-1，
正反应为放热的体积缩小的可逆反应，依据平衡移动原理，增大压强，平衡正向移动；降低温度，平衡正向移动，平衡常数增大。
提取图中信息，p1、T4时，二甲醚的物质的量分数大，所以p1>p2，T3>T4，则K3从图中可以看出，T1、p1时，二甲醚的物质的量分数为0.1，假设某温度下，将2.0molCO2（g）和6.0molH2（g）充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，CO2的变化量为2x，三段式为：
则
，x=
mol，H2的平衡转化率为
=57.1%。
答案为：
>；<；57.1%；
（3）①∆S<0，利用∆H-T∆S<0，可判断该反应的△H<0。
答案为：
<；
②a．混合气体的平均相对分子质量保持不变，则气体的总物质的量不变，表明反应达平衡状态，a符合题意；
b．1molCO2生成的同时有3molH-H键断裂，反应的方向相反，数值之比等于化学计量数之比，表明反应达平衡状态，b符合题意；
c．对于该反应，反应物的起始投入量之比等于化学计量数之比，所以不管反应进行到什么程度，CO2的转化率和H2的转化率始终相等，则反应不一定达平衡状态，c不合题意；
d．对于该反应，混合气体的质量与体积都不变，所以密度始终保持不变，反应不一定达平衡状态，d不合题意。
答案为：
ab；
③由表可知，CuO的质量分数为60%时，CH3OH的产率、CO2的转化率都达最大值，催化效果最佳。
答案为：
60；
（4）因为在Pb电极区得到ZnC2O4，则表明Pb电极上CO2得电子，Zn电极失电子作阳极；在阴极，CO2得电子生成C2O42-，与从阳极区通过阳离子交换膜迁移的Zn2+在阴极区发生反应生成ZnC2O4，电极反应式为2CO2+2e-==C2O42-。
答案为：
阳；2CO2+2e-==C2O42-。
6．（山西省实验中学2020届高三下学期3月开学摸底考试）研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机和减少温室效应具有重要的意义。
工业上CO2与CH4发生反应I：
CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g）△H1
在反应过程中还发生反应Ⅱ：
H2（g）+CO2（g）＝H2O（g）+CO（g） △H2=+41kJ/mol
（l）已知部分化学键的键能数据如下表所示：
化学键
C—H
H—H
C=O
键能（kJ/mol）
413
436
803
1076
则△Hl=____kJ/mol，反应Ⅰ在一定条件下能够自发进行的原因是____，该反应工业生产适宜的温度和压强为____（填标号）。
A．高温高压B．高温低压C．低温高压D．低温低压
（2）工业上将CH4与CO2按物质的量1:
1投料制取CO2和H2时，CH4和CO2的平衡转化
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