甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中生产的CO、CO2和H2可制取甲醇等有机物，发生的反应有...

甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中生产的CO、CO2和H2可制取甲醇等有机物，发生的反应有：

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　 △H1=－99kJ·mol－1

②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　　　 △H2

相关物质的化学键键能数据如下：

（1）该反应△H2=___________。

（2）关于反应①下列说法，正确的是___________。

A.该反应在任何温度下都能自发进行

B.升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小

C.使用催化剂，不能提高CO的转化率

D.增大压强，该反应的化学平衡常数不变

（3）在某温度下，将1.0moCO与2.0molH2充入2L的空钢瓶中，发生反应①，在第5min时达到化学平衡状态，此时甲醇的物质的量分数为0.1。在第10min、20min时分别改变反应条件，甲醇的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示：

①从反应开始到5min时，生成甲醇的平均速率为___________。

②H2的平衡转化率α=___________%，化学平衡常数K=___________。

③1min时，υ正___________υ逆(填“大于”“小于”或“等于”)

④1mim时υ正___________4min时υ逆(填“大于”“小于”或“等于”)

⑤比较甲醇在7～8min、12～13min和25～27min时平均反应速率[平均反应速率分别以υ(7～8)、υ(12～13)、υ(25～27)表示的大小_________________________________。

③若将钢瓶换成同容积的绝热容器，重复上述试验，平衡时甲醇的物质的量分数___________0.1。(填“>”、“<”或“=”)

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中生产的CO、CO2和H2可制取甲醇等有机物，发生的反应有：

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　 △H1=－99kJ·mol－1

②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　　　 △H2

相关物质的化学键键能数据如下：

（1）该反应△H2=___________。

（2）关于反应①下列说法，正确的是___________。

A.该反应在任何温度下都能自发进行

B.升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小

C.使用催化剂，不能提高CO的转化率

D.增大压强，该反应的化学平衡常数不变

（3）在某温度下，将1.0moCO与2.0molH2充入2L的空钢瓶中，发生反应①，在第5min时达到化学平衡状态，此时甲醇的物质的量分数为0.1。在第10min、20min时分别改变反应条件，甲醇的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示：

①从反应开始到5min时，生成甲醇的平均速率为___________。

②H2的平衡转化率α=___________%，化学平衡常数K=___________。

③1min时，υ正___________υ逆(填“大于”“小于”或“等于”)

④1mim时υ正___________4min时υ逆(填“大于”“小于”或“等于”)

⑤比较甲醇在7～8min、12～13min和25～27min时平均反应速率[平均反应速率分别以υ(7～8)、υ(12～13)、υ(25～27)表示的大小_________________________________。

③若将钢瓶换成同容积的绝热容器，重复上述试验，平衡时甲醇的物质的量分数___________0.1。(填“>”、“<”或“=”)

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甲醇是重要的化工原料,利用煤化工中生产的CO和H2可制取甲醇，发生的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=-99kJ/mol。

（1）关于该反应的下列说法,错误的是___________。

A.消耗CO和消耗CH3OH的速率相等时，说明该反应达到平衡状态

B.升高温度,正反应速率减小，逆反应速率增大

C.使用催化剂，可以提高CO的转化率

D.增大压强，该反应的化学平衡常数不变

（2）在某温度时，将1.0mol CO 与2.0 mol H2充入2 L的空钢瓶中,发生上述反应,在第5 min时达到化学平衡状态，此时甲醇的物质的量分数为10%。甲醇浓度的变化状况如图所示:

①从反应开始到5 min 时，生成甲醇的平均速率为________。

②5 min 时达到平衡，H2的平衡转化率α=_____%.化学平衡常数K= _______。

③1min 时的v正(CH3OH)______ 4min 时v逆(CH3OH ) （填“大于“小于“或“等于”）。

④若将钢瓶换成同容积的绝热钢瓶，重复上述实验，平衡时甲醇的物质的量分数_____0.1(填“>”“<”或“=”)

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甲醇是重要的工业原料。煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇：

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

已知①常压下反应的能量变化如图所示。

②

③CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH=－280kJ/mol

H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　 ΔH=－284kJ/mol

H2O(l)===H2O(g) ΔH=+ 44kJ/mol

请回答下列问题：

(1)请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式_________________________。

(2)H—O键的键能x为_________kJ/mol。

(3)甲醇气体分解为CO和H2两种气体的反应的活化能为_________kJ/mol。

(4)在________(填“高温”或“低温”)情况下有利于CO和H2制备甲醇的反应自发进行。

(5)某兴趣小组同学利用甲醇燃料电池探究电浮选法处理污水的一种方式：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH )3沉淀。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。装置如右图所示。

①写出甲池的A极电极反应式：______________________。

②若乙池实验时污水中离子浓度较小，导电能力较差，净水效果不好，此时应向污水中加入适量的_______。

A．H2SO4

B．BaSO4

C．Na2SO4

D．NaOH

E．CH3CH2OH

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甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：

① CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　　　　　　 ΔH1 ＝－99kJ·mol－1

② CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　 ΔH2＝－58 kJ·mol－1

③ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　　　　 ΔH3

（1）CO2的电子式是________________。

（2）ΔH3＝______kJ·mol－1，②反应正向的熵变ΔS______0(填“＞”“＜”或“＝”)。

（3）在容积为2 L的密闭容器中，充入一定量CO2和H2合成甲醇(上述②反应)，在其他条件不变时，温度T1、T2对反应的影响图像如图。

①温度为T1时，从反应到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝_____ mol·L－1·min－1。

②图示的温度T1______T2（填写“>”、“<”或“=”）

（4）T1温度时，将2 mol CO2和6 mol H2充入2 L密闭容器中，充分反应(上述②反应)达到平衡后，若CO2转化率为50%，此时容器内的压强与起始压强之比为________；反应②在该温度达到平衡时，其平衡常数的数值为_______。

（5）若反应②在原电池条件下实现，请写出酸性条件下惰性电极上由CO2生成CH3OH的电极反应式：____________________,该电极为原电池的_______极。

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甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：

① CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　　　　　　 ΔH1 ＝－99kJ·mol－1

② CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　 ΔH2＝－58 kJ·mol－1

③ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　　　　 ΔH3

（1）CO2的电子式是________________。

（2）ΔH3＝______kJ·mol－1，②反应正向的熵变ΔS______0(填“＞”“＜”或“＝”)。

（3）在容积为2 L的密闭容器中，充入一定量CO2和H2合成甲醇(上述②反应)，在其他条件不变时，温度T1、T2对反应的影响图像如图。

①温度为T1时，从反应到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝_____ mol·L－1·min－1。

②图示的温度T1______T2（填写“>”、“<”或“=”）

（4）T1温度时，将2 mol CO2和6 mol H2充入2 L密闭容器中，充分反应(上述②反应)达到平衡后，若CO2转化率为50%，此时容器内的压强与起始压强之比为________；反应②在该温度达到平衡时，其平衡常数的数值为_______。

（5）若反应②在原电池条件下实现，请写出酸性条件下惰性电极上由CO2生成CH3OH的电极反应式：____________________,该电极为原电池的_______极。

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甲醇可采用多种方法制备，其用途广泛，是重要的化工原料。

Ⅰ．利用合成气（CO、CO2、H2）在催化剂作用下合成甲醇，发生反应如下：

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)

（1）反应①过程中能量变化如下图所示，下列说法正确的是______________(填选项标号)。

A．①反应的△H=逆反应活化能-正反应活化能

B．把1molCO(g)和2molH2(g)充入密闭容器中充分反应，达平衡时放出的热量为91kJ

C．从图中信息可知加入催化剂能改变反应历程和热效应

D．相同条件下，CO(g)和H2(g)反应生成1mol液态CH3OH放出的热量大于91kJ

（2） 现利用①和②两个反应合成CH3OH， 已知CO可使反应的催化剂寿命下降。

若氢碳比表示为f= [(n(H2)-n(CO2)]/[(n(CO)-n(CO2)],则理论上f=______________时，原料气的利用率最高。但生产中往往采用略高于该值的氢碳比，理由是：______________________________。

Ⅱ．甲醇可用于制取甲酸甲酯，其反应方程式为：CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g) △H<0。科研人员的部分研究结果如下：

（3）从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”图和生产成本角度分析，工业制取甲酸甲酯应选择的最佳压强是______________________(填“3.5×106 Pa”“4.0×106 Pa”或“5.0×106 Pa”)。

（4）实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是_______________________________________。

Ⅲ．甲醇还可以用于合成二甲醚，发生的反应为2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

己知该反应在某温度下的平衡常数为900,此温度下，在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分浓度如下：

（5）比较此时正、逆反应速率的大小： v正___________v逆 (填“>“<”或“=”)。

（6） 若加入CH3OH后，经6min反应达到平衡，则该时间内平均反应速率v (CH3OH) =___________mol/ (L·min)。

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（14分）甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：

① CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)　　　　　　　　　　 △H1

② CO2(g) + 3H2(g)CH3OH（g）+ H2O(g)　　　 △H2

③ CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)　　　　　　 △H3

回答下列问题：

（1）已知

则△H1=　　　　　　 kJ.mol-1

（2）图1中能正确表现反应①的平衡常数K随温度变化关系的曲线为　　　 　　　　　 （填曲线标记字母），判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而　　　　　　 （填“增大”或“减小”）原因是　　　　　　　　　　　　　 。

图2中的压强由大到小为　　　　　　　　 ，判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：

①CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g)　　 △H1；

②CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H=－58kJ/mol；

③CO2 (g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　　 △H==+41k J/ mol。

回答下列问题：

(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下表：

则x=___________。

(2)合成气组成n(H2)/n(CO+ CO2)=2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图甲所示。α(CO)值随温度升高而___________(填“增大”或“减小”)，其原因是_____；图中的压强由大到小为___________，其判断理由是_____________。

(3)若将1mol CO2和2molH2充入容积为2L的恒容密闭容器中，在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。

①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K1___________KⅡ(填“＞”“=”或“＜”)。

②一定温度下，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是___________(填序号)。

a.容器中压强不变　　　　　 b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变

c.v正(H2)=3v逆(CH3OH)　　 d.2个C=0断裂的同时有6个H－H断裂

③若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，则用CO2表示的平均反应速率为____，该温度下的平衡常数为___________；若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是___________。(填序号)。

a.缩小反应容器的容积　　　 b.使用合适的催化剂

c.充入He　　　　　　　　　　 d.按原比例再充入CO2和H2

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甲醇是重要的化工原料，又可做为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：

Ⅰ CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）　　 ∆H1

Ⅱ CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）　　 ∆H2=-58kJ/mol

Ⅲ CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）　 ∆H3

回答下列问题：

（1）物质的标准生成热是常用的化学热力学数据，可以用来计算化学反应热。即化学反应热：∆H=生成物标准生成热总和-反应物标准生成热总和。

已知四种物质的标准生成热如下表：

A．计算∆H1=_______kJ/mol　　　　 B．∆H3______0（填=、<、>）

（2）由甲醇在一定条件下制备甲醚。一定温度下，在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）。实验数据见下表：

下列说法正确的是__________

A．该反应的正反应为放热反应

B．达到平衡时，容器a中的CH3OH体积分数比容器b中的小

C．容器a中反应到达平衡所需时间比容器c中的长

D．若起始时向容器a中充入CH3OH 0.15mol、CH3OCH30.15mol和H2O 0.10mol，则反应将向正反应方向进行

（3）合成气的组成n（H2）/n（CO+CO2）=2.60时，体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图所示。

①α（CO）值随温度升高而______________（填“增大”或“减小”），其原因是_________。

②图中P1、P2、P3的大小关系为___________，其判断理由是________________。

（4）甲醇可以制成燃料电池，与合成气制成燃料电池相比优点是：__________；若以硫酸作为电解质其负极反应为：_________。

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