CO2和CO可作为工业合成甲醇（CH3OH）的直接碳源，还可利用CO2据电化学原理制备塑料...

CO2和CO可作为工业合成甲醇（CH3OH）的直接碳源，还可利用CO2据电化学原理制备塑料，既减少工业生产对乙烯的依赖，又达到减少CO2排放的目的。

（1）利用CO2和H2反应合成甲醇的原理为：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）。

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：

由表可知，CuO的质量分数为________催化效果最佳。

（2）利用CO和H2在一定条件下可合成甲醇，发生如下反应：CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），其两种反应过程中能量的变化曲线如下图a、b所示，下列说法正确的是（______）

A．上述反应的ΔH＝－91kJ·mol－1

B．a反应正反应的活化能为510kJ·mol－1

C．b过程中第Ⅰ阶段为吸热反应，第Ⅱ阶段为放热反应

D．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和ΔH

E．b过程的反应速率：第Ⅱ阶段＞第Ⅰ阶段

（3）①在1L的恒定密闭容器中按物质的量之比1︰2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图1所示，则压强P2________P1（填“＞”、“＜”或“＝”）；平衡由A点移至C点、D点移至B点，分别可采取的具体措施为________、________；在c点时，CO的转化率为________。

②甲和乙两个恒容密闭容器的体积相同，向甲中加入1molCO和2molH2，向乙中加入2molCO和4molH2，测得不同温度下CO的平衡转化率如图2所示，则L、M两点容器内压强：P（M）________2P（L）；平衡常数：K（M）________K（L）。（填“＞”、“＜”或“＝”）

（4）以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入CO2进行电解，在阴极可制得低密度聚乙烯（简称LDPE）。

①电解时，阴极的电极反应式是________。

②工业上生产1.4×102kg的LDPE，理论上需要标准状况下________L的CO2。

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CO2和CO可作为工业合成甲醇（CH3OH）的直接碳源，还可利用CO2据电化学原理制备塑料，既减少工业生产对乙烯的依赖，又达到减少CO2排放的目的。

（1）利用CO2和H2反应合成甲醇的原理为：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）。

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：

由表可知，CuO的质量分数为________催化效果最佳。

（2）利用CO和H2在一定条件下可合成甲醇，发生如下反应：CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），其两种反应过程中能量的变化曲线如下图a、b所示，下列说法正确的是（______）

A．上述反应的ΔH＝－91kJ·mol－1

B．a反应正反应的活化能为510kJ·mol－1

C．b过程中第Ⅰ阶段为吸热反应，第Ⅱ阶段为放热反应

D．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和ΔH

E．b过程的反应速率：第Ⅱ阶段＞第Ⅰ阶段

（3）①在1L的恒定密闭容器中按物质的量之比1︰2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图1所示，则压强P2________P1（填“＞”、“＜”或“＝”）；平衡由A点移至C点、D点移至B点，分别可采取的具体措施为________、________；在c点时，CO的转化率为________。

②甲和乙两个恒容密闭容器的体积相同，向甲中加入1molCO和2molH2，向乙中加入2molCO和4molH2，测得不同温度下CO的平衡转化率如图2所示，则L、M两点容器内压强：P（M）________2P（L）；平衡常数：K（M）________K（L）。（填“＞”、“＜”或“＝”）

（4）以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入CO2进行电解，在阴极可制得低密度聚乙烯（简称LDPE）。

①电解时，阴极的电极反应式是________。

②工业上生产1.4×102kg的LDPE，理论上需要标准状况下________L的CO2。

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甲醇可作为燃料电池的原料。CO2和CO可作为工业合成甲醇（CH3OH）的直接碳源，

（1）已知在常温常压下：

①CH3OH（l）+ O2（g）=CO（g） + 2H2O（g）； ΔH＝﹣355.0 kJ∕mol

②2CO（g）+ O2（g）= 2CO2（g）　　 ΔH＝－566.0 kJ/mol

③H2O（l）=H2O（g）　 ΔH＝+44.0 kJ/mol

写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式：___________________________

（2）利用CO和H2在一定条件下可合成甲醇，发生如下反应：CO（g）＋2H2（g）=CH3OH（g），其两种反应过程中能量的变化曲线如下图a、b所示，下列说法正确的是__________

A．上述反应的ΔH＝－91kJ·mol－1

B．a反应正反应的活化能为510kJ·mol－1

C．b过程中第Ⅰ阶段为吸热反应，第Ⅱ阶段为放热反应

D．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和ΔH

E．b过程的反应速率：第Ⅱ阶段＞第Ⅰ阶段

（3）下列是科研小组设计的一个甲醇燃料电池，两边的阴影部分为a，b惰性电极，分别用导线与烧杯的m，n相连接，工作原理示意图如图：

①b极电极反应式为____________。

②在标准状况下，若通入112mL的O2，（假设烧杯中的溶液的体积为200mL，体积不变）最后反应终止时烧杯中溶液的pH为______。

（4）可利用CO2根据电化学原理制备塑料，既减少工业生产对乙烯的依赖，又达到减少CO2排放的目的。以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入CO2进行电解，在阴极可制得低密度聚乙烯（简称LDPE）。

①电解时，阴极的电极反应式是________。

②工业上生产1.4×102kg的LDPE，理论上需要标准状况下________L的CO2。

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请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。

(1)工业上可利用CO或CO2来制备清洁液体燃料甲醇。已知: 800℃时

反应①:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)　 △H=-90.8 kJ/mol

反应②:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)　 △H=+41.2kJ/mol

(1)写出用CO2与H2反应制备甲醇的热化学方程式___________________________________。

(2)对于反应①，在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图1所示。据此判断

①压强P1_____P2(填“>”“<”或“=”，下同)

②平衡常数K(状态C)_____K(状态D)

③反应速率:V逆(状态A)_____V逆(状态B)

(3)对于反应②，在体积一定的密闭容器中加入一定量的H2和CO。进行反应。下列说法正确的是______。

A.若该反应在恒容，绝热的容器中进行，当容器中压强保持不变时表明反应达到平衡状态

B.该反应达到平衡时，向平衡体系中充入一定量的氦气，平衡可能发生移动

C.恒温恒容条件下，若改变反应物的投入量，△H的值不发生变化

D.恒温恒容条件下，若投入气体的总量保持不变，设起始投料比[n(H2)/n(CO2)]=X，当X=2或1/2时，H2O的体积分数不变。

(4)利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外线照射时，在不同催化剂(I、II、III)作用下，CH4产量随光照时间的变化如下图2所示，在0-15h内，对反应催化效果最好的催化剂是____________(填序号)。

(5)一种新利CO燃料电池工作原理如上图3所示，该电池负极电极反应式为______________，电极A处产生的CO2有部分参与循环利用，其利用率为______________________。

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(1)由工业合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，涉及以下四个可逆反应:

甲醇合成反应:

(i)CO(g) +2H2(g)==CH3OH(g) △H 1=-90.1kJ·mol-1；　

(ii)CO2(g)+3H2(g)== CH3OH(g)　 +H2O(g)　 △H2=-49.0kJ·mol-1；

水煤气变换反应:(iii)CO(g)+ H2O(g)==CO2(g)+ H2(g) △H3=-41.1kJ·mol-1；

二甲醚合成反应:(iv)2CH3OH(g) ==CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H4=-24.5kJ·mol-1；

①由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为____________________________。根据化学反应原理，分析增大压强对直接制备二甲醚反应的影响:___________________________________。

②反应( ii )的平衡常数表达式为K=______________。

(2)现以二甲醚燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)，实验室利用如图2装置模拟该法:

①M电板(a为CO2)的电极反应式为________________________；电解池阳极的电极反应式为_______________________________________。

②请写出电解池中Cr2O72-转化为Cr3+的离子反应方程式:__________________________。

③已知25 ℃时，Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10-31。一般以离子浓度≤1×10-5 mol/L作为该离子除尽的标准。处理废水时，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去，当溶液的pH=6时，c(Cr3+)=______，Cr3+ ___ (填“是”或“否”)被除尽。

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(1)由工业合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，涉及以下四个可逆反应:

甲醇合成反应:

(i)CO(g) +2H2(g)=CH3OH(g) △H 1=-90.1kJ·mol-1；　

(ii)CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)　 +H2O(g)　 △H2=-49.0kJ·mol-1；

水煤气变换反应:(iii)CO(g)+ H2O(g)=CO2(g)+ H2(g) △H3=-41.1kJ·mol-1；

二甲醚合成反应:(iv)2CH3OH(g) =CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H4=-24.5kJ·mol-1；

①由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为____________________________。根据化学反应原理，分析增大压强对直接制备二甲醚反应的影响:___________________________________。

②反应( ii )的平衡常数表达式为K=______________。

(2)现以二甲醚燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)，实验室利用如图2装置模拟该法:

①M电板(a为CO2)的电极反应式为________________________；电解池阳极的电极反应式为_______________________________________。

②请写出电解池中Cr2O72-转化为Cr3+的离子反应方程式:__________________________。

③已知25 ℃时，Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10-31。一般以离子浓度≤1×10-5 mol/L作为该离子除尽的标准。处理废水时，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去，当溶液的pH=6时，c(Cr3+)=______，Cr3+ ___ (填“是”或“否”)被除尽。

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化学平衡原理是中学化学学习的重要内容，请回答下列问题：

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用合成气（主要成分CO、H2）制备甲醇。

（1）己知：CO、H2、CH3OH、的燃烧热（△H）分别为-283.0kJ/mol、-241.8kJ/mol、-192.2 kJ/mol，请写出合成气制备甲醇的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2，发生CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）反应，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是______（填选项字母）。

（3）在T1℃时，在体积为5 L的恒容容器中充入3 mol的合成气，反应达到平衡时CH3OH的体积分数与n（H2）／n（CO）的关系如图所示。H2和CO按2:1投入时经过5 min达到平衡，则5 min内用H2表示的反应速率为v（H2）=_______。温度不变，当时，达到平衡状态，CH3OH的体积分数可能是图象中的______点。

（4）含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2，然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式：________________________。

（5）水的自偶电离可表示为H2O+H2OH3O++OH-。与水电离相似，甲醇也能发生自偶电离，请写出甲醇的自偶电离方程式_______________________________________，往甲醇中加入少量金属钠反应生成甲醇钠，则反应后的混合液中的电荷守恒式_____________________________。

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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=+41kJ/mol

回答下列问题:

(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:

则x=______。（用含表中字母的代数式表示）

(2)若将lmolCO2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KⅠ_____KⅡ(填“>或“=”或“<”)

②一定温度下,能判断该反应达到化学平衡状态的是______。

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=O断裂的同时有3个H-H形成

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____。

a.升高温度　　 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=+41kJ/mol

回答下列问题:

(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:

则x=______。（用含表中字母的代数式表示）

(2)若将lmolCO2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KⅠ_____KⅡ(填“>或“=”或“<”)

②一定温度下,能判断该反应达到化学平衡状态的是______。

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=O断裂的同时有3个H-H形成

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____。

a.升高温度　　 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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