CO、CO2是含碳元素的常见气体，也是参与碳循环的重要物质。(1)利用煤化工中产生的CO和...

CO、CO2是含碳元素的常见气体，也是参与碳循环的重要物质。

(1)利用煤化工中产生的CO和H2可制取甲醇，反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。实验室中，在1L恒容的密闭容器中进行模拟合成实验。将1molCO和2molH2通入容器中，分别恒温在300℃和500℃反应，每隔一段时间测得容器内CH3OH的物质的量(单位：mol)如下表所示：

①300℃和500℃对应的平衡常数大小关系为K300℃_________K500℃(填“>”、“=”或“<”)。

②在一定条件下，下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_______(填标号)。

A.容器内气体的平均摩尔质量保持不变

B.2v(H2)正=v(CH3OH)逆

C.容器中气体的压强保持不变

D.单位时间内生成nmolCO的同时生成2nmolH2

③300℃时，前10min内，该反应的平均反应速率为v(H2)＝_________mol/(L·min)。

④下列措施能够增大此反应中CO的转化率的是_________(填标号)。

A．充入CO气体B．升高温度

C．使用优质催化剂D．往容器中再充入1molCO和2molH2

⑤500℃时，保持反应体系的温度不变，60min时再向容器中充入CH3OH气体和H2各0.4mol，反应将向____________________(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)进行。再次达到平衡时的平衡常数为____________L2/mol2。

(2)二氧化碳催化加氢也可合成甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H。在密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2，在不同条件下发生反应，实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如下图所示．

①二氧化碳合成甲醇正反应的△H______0(填“>”、“<”或“=”，下同)。

②M、N两点时化学反应速率：v(N)______v(M)。

(3)一定条件下，向容积不变的某密闭容器中加入amolCO2和bmolH2发生反应：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，欲使整个反应过程中CO2的体积分数为恒定值，则a与b的大小关系式是_________。

(4)以TiO2／Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图所示。当乙酸的生成速率主要取决于温度时，其影响范围是_______________________。

高二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及能源物质。

(1)利用CO2和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2=-58 kJ·mol-1，在某温度时，将1. 0 mol 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________，5 min 时与起始时容器的压强比为______。

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

③1 min 时的v(正)(CH3OH)________4 min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________10%(填“>”“<”或“=”)。

(2)下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。

①甲中负极的电极反应式为______________________。

②乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为________。

③丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如下图，则图中②线表示的是____的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要____ mL 5. 0 mol·L-1 NaOH溶液。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

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）。常温常压下反应的能量变化如图1所示：

②

③CO（g）+ O2（g）=CO2（g）　　　 △H=-280kJ/mol

H2（g）+O2（g）=H2O（l）　　　 △H=-284kJ/mol

H2O（l）=H2O（g）　　 △H=+44kJ/mol

请回答下列问题：

（1）甲醇气体分解为CO和H2两种气体这一反应的活化能为__kJ/mol；

（2）请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式__；

（3）H—O的键能x值为__；

（4）如图2：在一容积可变的密闭容器中充入10molCO气体和30molH2气体，当达到平衡状态A时，容器的体积为20L。如反应开始时仍充入10molCO和30molH2，则在平衡状态B时容器的体积V（B）=___L；

（5）在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不同方式投料，一定条件下发生该反应（起始温度和起始体积相同，反应物和生成物反应前后均为气态）.相关数据如表所示：

则下列说法正确的是___。

A.V（甲）＞V（丙）

B.K（乙）＞K（丙）

C.c（乙）＞c（甲）

D.v（甲）=v（丙）

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

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＝－280 kJ/mol；

H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－284 kJ/mol

H2O(l)=H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ/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）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。

（4）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。装置如图所示。

甲　　　　　　　 　乙

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

（5）下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。

①乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为____。
②丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图，则图中②线表示的是__________离子的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要__________mL 5．0 mol/L NaOH溶液。

高二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CO2和H2合成甲醇，发生的主反应如下：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H

已知：在25℃、101kPa 下，1g 甲醇燃烧生成 CO2和液态水时放热 22.70kJ．请写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式　 　　　　　　　　　　 ．

（1）在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2进行上述反应．测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示．回答：

0～10min 内，氢气的平均反应速率为 　　　　　　 mol/(L•min)；第10min 后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入0.75mol CO2(g)和1.5mol H2O(g)，则平衡 　　　　 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动．恒温恒压密闭容器中该反应达平衡状态的依据是(填序号) 　　　　　　 ．

A．v正(CH3OH)=3v逆(H2)　 B．混合气体的密度不变

C．c(CH3OH)=c(H2O)　　　 D．混合气体的总物质的量不变

（2）如图2，25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL某NaCl溶液，该装置中 a 极为 　　　　　　　 极，负极反应式为 　　　　　 ．在电解一段时间后，NaCl溶液的pH值变为12(假设NaCl 溶液的体积不变)，则理论上消耗甲醇的物质的量为 　　　　　　　　　 mol．

（3）取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1：3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H　 　　　　　 0(填“＞”、“＜”或“=”)．

高二化学填空题困难题查看答案及解析

甲醇是重要的化工基础原料和清洁液体燃料，工业上可利用CO或CO2来生产甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学平衡常数如下表所示:

(1)在恒容密闭容器中发生反应②，达到平衡后升高温度，下列说法正确的是_______。

a.平衡正向移动　　　　　　 b.混合气体的平均相对分子质量增大　　 c.CO2的转化率增大

(2)K1、K2、K3的关系是:K3=_______。

(3)500℃时测得反应在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)H2O(g)的浓度(mol/L)分别为0.2、0.1、0.01、0.2，则此时V正____V逆(填“>”“=”“<”)。

(4)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示，若开始加入2mol/LH2和1mol./LCO，则B点时化学平衡常数为___________。

(5)相同温度下，在甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器中，投入H2和CO2，发生反应②，起始浓度如下表所示。其中甲经2min达平衡，平衡时c(H2O)=0.05mol/L，甲中CO2的转化率为_______，乙中CO2的转化率____甲。(填“大 于”、“等 于”或“小于”)

高二化学综合题困难题查看答案及解析

（1）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H2 ③CO2(g) + H2(g) CO(g)+H2O(g) △H3已知反应①中相关的化学键键能数据如下：

由此计算△H1=___________kJ•mol－1；已知△H2= -58 kJ•mol－1,则△H3= ____________kJ•mol－1。

（2）燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，CH3OH—空气燃料电池是一种碱性（20%—30%的KOH溶液）燃料电池。电池放电时，负极的电极反应式为___________.正极的电极反应式为________________.

（3）下图是一个电解过程示意图，假设使用CH3OH—空气燃料电池作为本过程中的电源，其中a为电解液，X和Y是两块电极板。

①若X为铁，Y为银，a为一定浓度的硝酸银溶液，通电后，Y极板上发生的电极反应式为：_____。

②若X、Y分别为石墨和铜，a为CuSO4溶液，铜片的质量变化128g，则 CH3OH一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气_______L（假设空气中氧气体积分数为20%）。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

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

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　 △H1

②CO2(g)+3H2(g)CH 3OH(g)+H2O(g)　　 △H2

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　　 △H3

已知反应①中相关的化学键键能数据如下：

回答下列问题：

（1）CH3OH中氧在周期表中位于___，属于___区元素，与其同周期相邻两种元素原子的第一电离能由大到小的顺序为___（用元素符号表示），其原因是___。

（2）写出CH3OH的结构式___；反应①的热化学方程式(热量用具体数值表示)___。

（3）当△H2=-58kJ mol-1，则△H3=__kJ mol-1。

（4）CO和H2的混合气体又称水煤气，可由水和煤在一定条件下产生，写出该反应的化学方程式___。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

（1）甲醇是重要的化工原料，又可做燃料。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，主要反应如下：

①CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）　　　　　　　　　　 △H1

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

③CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）　　　　　　　　 △H3

已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

回答下列问题：

①△H3=_____kJ/mol

②25℃，101 kPa条件下，测得16g甲醇完全燃烧释放出Q kJ的热量，请写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式_______________

（2）25℃，将a mol·L－1氨水与b mol·L－1盐酸等体积混合后溶液呈中性，则此时溶液中c（NH4+）__________c（Cl－）（填“＞”、“＜”或“﹦”）；用含a、b的代数式表示该温度下NH3·H2O的电离平衡常数Kb = _________

（3）800℃时，在2L密闭容器中发生反应2NO（g）＋O2（g） 2NO2（g），在反应体系中，n（NO）随时间的变化如下表所示：

①下图中表示NO2变化的曲线是___________用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝____

②能说明该反应已经达到平衡状态的是_______

a．v（NO2）=2v（O2）　

b．容器内压强保持不变　　　　　　　　

c．v逆（NO）＝2v正（O2）　　

d．容器内的密度保持不变

高二化学填空题中等难度题查看答案及解析

（14分）甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。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：

①CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） △H1

②CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） △H2

③CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） △H3

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：

由此计算△H1＝　 kJ·mol-1，已知△H2＝-58kJ·mol-1，则△H3＝　 kJ·mol-1。

（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为　　　　　　 ；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为　　　　　　 （填曲线标记字母），其判断理由是　　　　　　　　　　　 。

（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”），其原因是　　　　 。图2中的压强由大到小为_____，其判断理由是_____。

高二化学填空题困难题查看答案及解析