I.甲醇应用于精细化工，塑料等领域，是基础的有机化工原料和优质燃料。工业上利用H2、CO和...

I.甲醇应用于精细化工，塑料等领域，是基础的有机化工原料和优质燃料。工业上利用H2、CO和CO2等气体体系在催化剂条件下合成甲醇（CH3OH）。主要反应：

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 △H=－91 kJ·mol—1

②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　 △H=－49 kJ·mol—1

副反应：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　 △H=－206 kJ·mol—1

（1）写出反应②平衡常数的表达式____________________________。

（2）工业上可利用CH3OH(g)制备CH3OCH3(g)，写出热化学方程式___________________。

（3）生产中H2和CO按物质的量比为10:1投料，假设在反应容器中投入1molCO和10molH2在某温度下反应（只考虑反应①），达到平衡后，测得甲醇的物质的量分数为5%，则CO的转化率为_____________。

（4）工业中常用甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在KOH(aq)介质中该电池负极的电极反应式_________________________________________________________。

Ⅱ．能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应原理为：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)　　 △H。

下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）：

（1）根据表中数据可判断△H_______0　（填“＞”、“=”或“＜”）．

（2）300℃时，将2molCO、3molH2和2molCH3OH充入容积为1L的密闭容器中，此时反应将____（填序号）：

A．正向移动　　 B．逆向移动　　 C．处于平衡状态　　 D．无法判断

（3）下列能说明上述反应达到化学平衡状态的标志是__________

A．恒温恒容下，混合气体的密度不在变化

B．达平衡时，v(CO)：v(H2)：v(CH3OH)=1：2：1

C．达平衡时，CH3OH浓度不再变化　　

D．单位时间内生产n molCO同时生成2n molH2

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甲醇是一种基础的有机化工原料和优质燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下可以合成甲醇，主要反应如下：

①CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　　 △H1

②CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） △H2

③CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）　　 △H3

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：

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

（2）反应①、②、③对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系是K2＝________；随着温度的升高，K1______（填“减小”、“增大”或“不变”）。

（3）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下图左所示。图中压强由大到小的顺序为______________。

（4）上图右是某研究机构开发的给笔记本电脑供电的甲醇燃料电池，甲醇在催化剂作用下提供质子（H＋）和电子，电池总反应为：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。一个甲醇分子经过电化学氧化，可以产生_______个电子的电量，其负极的电极反应式为_______________。

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甲醇是有机化工原料和优质燃料，主要应用于精细化工、塑料等领域，也是农药、医药的重要原料之一。

（1）已知反应CO（g）+2H2(g）== CH3OH(g)　　 ∆H= —99kJ.mol—1中的相关化学键键能如下：

则x=___________________。

（2）在一容积可变的密闭容器中，1molCO与2molH2发生反应：CO（g）+2H2(g） CH3OH(g) ，

CO在不同温度下的平衡转化率（α）与压强的关系如图所示。
①a、b两点的反应速率：v(b)____v(a)（填“>”、“<”或“=”）。②该反应的△S______0，图中的T1______T2（填“>”、“<”或“=”）。

③该合成反应的温度一般控制在240～270℃，选择此温度范围的原因是：

I．此温度范围下的催化剂活性高；

II．______________________________________________________。

④图中a点的压强平衡常数KP=_______________(KPa)－2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

（3）利用合成气（主要成分为CO和H2）合成甲醇，发生主要反应如下：

I：CO（g）+2H2(g）CH3OH(g)　　 ∆H1

II：CO2(g)＋H2(g) CO(g) + H2O(g)　 ∆H2

III：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)　 ∆H3

上述反应对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，它们随温度变化曲线如下图所示。

则∆H1___________∆H3（填“>”、“<”或“=”）， 理由是__________________________。

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二氧化碳在石油开采、人工降雨、消防、有机合成等领域有着广泛的应用。

(1)甲醇是重要的化工原料。利用合成气(CO、CO2、H2)在催化剂作用下合成甲醇，已知反应相关的化学键键能数据如下:

写出CO2和H2在催化剂作用下生成CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式________

(2)CH4超干重整CO2的催化转化原理示意图如图所示:

①过程Ⅰ,生成1molH2时吸收123.5kJ热量，其热化学方程式是_______

②过程Ⅱ,实现了含然物种与含碳物种的分离，生成H2O(g)的化学方程式是________

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甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2 加氢合成甲醇是合理利用 CO2 的有效途径。由 CO2 制备甲醇过程可能涉及反应如下：

反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　　 ΔH1＝＋41.19 kJ·mol-1

反应Ⅱ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　　 ΔH2

反应Ⅲ：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　　 ΔH3＝－49.58 kJ·mol-1

回答下列问题：

(1)反应Ⅲ的 ΔS_____（填“＜”、“＝”或“＞”）0；反应Ⅱ的 ΔH2＝_____。

(2)在恒压密闭容器中，充入一定量的 H2 和 CO2（假定仅发生反应Ⅲ），实验测得反应物在不同温度下，反应体系中 CO2 的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示。

①比较T1与T2 的大小关系：T1_____T2 （填“ ＜ ”、“＝ ”或“＞ ”） ，理由是：_____。

②在 T1 和 p6 的条件下，往密闭容器中充入 3 mol H2 和 1 mol CO2，该反应在第 5 min 时达到平衡，此时容器的体积为 1.8 L，则该反应在此温度下的平衡常数为_____。

a.若此条件下反应至 3 min 时刻，改变条件并于 A 点处达到平衡，CH3OH 的浓度随反应时间的变化趋势如图所示（3～4　 min　 的浓度变化未表示出来），则改变的条件为_____，请用 H2 的浓度变化计算从4 min 开始到A点的反应速率v(H2)=_____(保留两位小数)。

b.若温度不变，压强恒定在 p8 的条件下重新达到平衡时，容器的体积变为_____L。

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甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2 加氢合成甲醇是合理利用 CO2 的有效途径。由 CO2 制备甲醇过程可能涉及反应如下：

反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　　 ΔH1＝＋41.19 kJ·mol-1

反应Ⅱ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　　 ΔH2

反应Ⅲ：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　　 ΔH3＝－49.58 kJ·mol-1

回答下列问题：

(1)反应Ⅲ的 ΔS_____（填“＜”、“＝”或“＞”）0；反应Ⅱ的 ΔH2＝_____。

(2)在恒压密闭容器中，充入一定量的 H2 和 CO2（假定仅发生反应Ⅲ），实验测得反应物在不同温度下，反应体系中 CO2 的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示。

①比较T1与T2 的大小关系：T1_____T2 （填“ ＜ ”、“＝ ”或“＞ ”） ，理由是：_____。

②在 T1 和 p6 的条件下，往密闭容器中充入 3 mol H2 和 1 mol CO2，该反应在第 5 min 时达到平衡，此时容器的体积为 1.8 L，则该反应在此温度下的平衡常数为_____。

a.若此条件下反应至 3 min 时刻，改变条件并于 A 点处达到平衡，CH3OH 的浓度随反应时间的变化趋势如图所示（3～4　 min　 的浓度变化未表示出来），则改变的条件为_____，请用 H2 的浓度变化计算从4 min 开始到A点的反应速率v(H2)=_____(保留两位小数)。

b.若温度不变，压强恒定在 p8 的条件下重新达到平衡时，容器的体积变为_____L。

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甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2加氢合成甲醇是合理利用CO2的有效途径。由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下：

反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　　 ΔH1＝＋41.19 kJ·mol－1

反应Ⅱ：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　　 ΔH2

反应Ⅲ：CO2(g)＋3H2g) CH3OH(g)＋H2O(g)　　 ΔH3＝－49.58 kJ·mol－1

回答下列问题：

（1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的化学平衡常数分别为K1、K2、K3、则K3=__________（用K的代数式表示）

（2）在恒压密闭容器中，充入一定量的 H2 和 CO2（假定仅发生反应Ⅲ），实验测得反应物在不同温度下，反应体系中 CO2 的平衡转化率与压强的关系曲线如图 1 所示。

①比较 T1 与 T2 的大小关系：T1____________T2（填“＜”、“＝”或“＞”）

②在 T1 和 p6 的条件下，往密闭容器中充入 3 mol H2 和 1 mol CO2，该反应在第 5 min 时达到平衡，此时容器的体积为 1.8 L，则该反应在此温度下的平衡常数为________。

a.若此条件下反应至 3 min 时刻，改变条件并于 A 点处达到平衡，CH3OH 的浓度随反应时间的变化趋势如图 2所示（3～4 min 的浓度变化未表示出来），则改变的条件为 __________，请用 H2 的浓度变化计算从4 min开始到 A点的反应速率v(H2)= _________(保留两位小数)。

b.若温度不变，压强恒定在 p8 的条件下重新达到平衡时，容器的体积变为_______L

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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”)

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甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。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)　　　　　　　　　　 △H

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

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　　　　　　　 △H＝＋41 kJ/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＝_________。

（2）若T℃时将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中发生反应②，测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ(图中实线)所示。图中数据A(1，6)代表在1min时H2的物质的量是6mol。

①T℃时状态Ⅰ条件下，0～3min内CH3OH的平均反应速率v＝_____________mol/(L·min)，平衡常数K＝____；

②其他条件不变时，仅改变某一条件后测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅱ所示，则改变的条件可能是_______；

③其他条件不变，仅改变温度时，测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅲ所示，则状态Ⅲ对应的温度________(填“＞”“＜”或“=”)T℃；

④若状态Ⅱ的平衡常数为K2，状态Ⅲ的平衡常数为K3，则K2____(填“＞”“＜”或“＝”)K3；

⑤一定温度下，此反应在恒容容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态依据的是_____。

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6个H—H断裂

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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)　　　　　　　　　 ΔH1

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

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　　　　　　 ΔH＝＋41 kJ/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：

则x＝_________。

（2）若将lmol CO2和2mol H2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________；该温度下的平衡常数为______；若保持容器温度不变，下列措施可增加甲醇产率的________。

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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