甲醇是一种重要的可再生能源．(1)利用二氧化碳合成甲醇来替代汽油。已知：2CH3OH(l)...

甲醇是一种重要的可再生能源．

(1)利用二氧化碳合成甲醇来替代汽油。

已知：2CH3OH(l) +3O2(g)＝4H2O(l)+2CO2(g)　　 △H＝—1453.0 kJ／mol，2H2(g) + O2(g)＝2H2O(l)　　 △H＝—571.6 kJ／mol

计算CO2(g)+3H2(g) ＝CH3OH(l)+ H2O(l)的反应热△H＝___________ kJ／mol。

(2)下图是反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)中CO和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间(t)的变化曲线．从反应开始至达到平衡时，用H2表示的反应速率v(H2)=______________．

(3)在一恒容的密闭容器中充入1mol CO和2mol H2，发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H并达到平衡，CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化曲线如图所示．

①能判断该反应达到化学平衡状态的是_____(填选项字母)．

A．H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍

B．H2的体积分数不再改变　　

C．H2的转化率和CO的转化率相等

D．混合气体的平均相对分子质量不再改变

②比较平衡常数KA、KB、KC的大小：____________

(4)在容积均为V L的甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示，此时三个容器中一定处在化学平衡状态的是________(填“T1”或“T2” 或“T3”)；

(5)电化学在我们的生产生活中占有越来越重要的地位。

①燃料电池是一种绿色环保、高效的化学电源。图为甲醇燃料电池，则负极反应式为_____________。

②用甲醇燃料电池电解300mL饱和食盐水(惰性电极)，则电解的离子方程式为____________________，电解一段时间后，当溶液的pH值为13时，消耗O2的质量为_______g。(忽略溶液体积变化)

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开发、使用清洁能源发展“低碳经济”，正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。

（1）已知：①2CH3OH（1）+ 3O2（g）= 2CO2（g）+ 4H2O（g）ΔH1 = –1275.6 kJ·mol– 1

②2CO（g）+ O2（g）= 2CO2（g）　　 ΔH2 = –566.0 kJ·mol– 1

③H2O（g）= H2O（1） ΔH3 = –44.0 kJ·mol– 1

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：___________________。

（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于：CH4（g）+ H2O（g）CO（g）+ 3H2（g）

①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则，Pl _______P2；A、B、C三点处对应平衡常数（KA、KB、KC）的由大到小的顺序为__________。（填“<”、“>”“=”）

②100℃时，将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为100 L的反应室，如果5min达到平衡时CH4的转化率为0.5，则v(H2)=________________100℃时该反应的平衡常数K =_________。反应达到平衡的标志是：_____________。

A．容器内气体密度恒定

B．单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2

C．容器的压强恒定

D．3v正（CH4）= v逆（H2）　　　　

③为了加快化学反应速率且使体系中气体的物质的量减少，其他条件不变时，可采取的措施有________(填编号)。　　　　　　　　　　

A.升高温度　 B.缩小容器体积　 C.再充入CH4气体　 D.使用合适的催化剂

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根据要求回答下列有关问题。

（1）甲醇是一种重要的化工原料，工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。已知：

①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)　　 ΔH1=-1275.6kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)　　 ΔH2=-566.0kJ·mol-1

③H2O(g)=H2O(l)　　 ΔH3=-44.0kJ·mol-1

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：___。

（2）高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)　 ∆H=－28.5kJ/mol，冶炼铁反应的平衡常数表达式K=__，温度升高后，K值__（填“增大”、“不变”或“减小”）。

（3）在T℃时，反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器中，按下表所示加入物质，经过一段时间后达到平衡。

①平衡时CO 的转化率为___。

②下列情况标志反应达到平衡状态的是__（填字母）。

a.容器内气体密度保持不变

b.容器内气体压强保持不变

c.CO的消耗速率和CO2的生成速率相等

d.容器内气体的平均相对分子质量保持不变

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I．甲醇是一种重要化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。

（1）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)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　 △H2 =41 kJ·mol-1 回答下列问题：　

①已知反应①中的相关的化学键键能（“CO”表示CO的化学键）数据见表：由此计算△H1=________ kJ·mol-1

②请写出CO2(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式：____________________该反应的平衡常数K3=_______________ 。 （反应①和反应②对应的平衡常数为K1和K2）

（2）由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电。该电池负极的电极反应式为________________。

Ⅱ．在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)+O2 (g)2NO2 (g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

（3）如图所示表示NO2变化曲线的是____，用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v=_____。

（4）能说明该反应已达到平衡状态的是_______（填序号）。

a．v(NO2) =2V(O2)　　　　 b．容器内压强保持不变

c．体系颜色不再改变　　 d．容器内密度保持不变

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甲醇作为燃料，在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。

I. 甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料。

（1）汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知：25℃、101 kPa时，1 mol C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出5518 kJ热量。该反应的热化学方程式为______。

（2）已知：25℃、101 kPa时，CH3OH(l) + 3/2 O2(g) ==== CO2 (g) + 2H2O(l)　　 Δ H＝-726.5 kJ/mol。相同质量的甲醇和辛烷分别完全燃烧时，放出热量较多的是______。

（3）某研究者分别以甲醇和汽油做燃料，实验测得在发动机高负荷工作情况下，汽车尾气中CO的百分含量与汽车的加速性能的关系如右所示。

根据图信息分析，与汽油相比，甲醇作为燃料的优点是______。

II. 甲醇的合成

（4）以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应的能量变化如下图所示。

① 补全上图：图中A处应填入______。

② 该反应需要加入铜－锌基催化剂。加入催化剂后，该反应的ΔH______（填“变大”“变小”或“不变”）。

（5）已知： CO(g)＋1/2 O2(g) ==== CO2(g)　　　　　　　　　　　　 ΔH1＝-283 kJ/mol

H2(g)＋1/2 O2(g) ==== H2O(g)　　　　　　　　　　　　 ΔH2＝-242 kJ/mol

CH3OH(g) + 3/2 O2(g) ==== CO2 (g) + 2H2O(g)　　 ΔH3＝-676 kJ/mol

以CO(g)和H2(g)为原料合成甲醇的反应为CO(g) + 2H2(g) ==== CH3OH(g) 。该反应的ΔH为_____ kJ/mol。

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甲醇作为燃料，在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。

I. 甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料。

（1）汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知：25℃、101 kPa时，1 mol C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出5518 kJ热量。该反应的热化学方程式为______。

（2）已知：25℃、101 kPa时，CH3OH(l) + 3/2 O2(g) ==== CO2 (g) + 2H2O(l)　　 Δ H＝-726.5 kJ/mol。相同质量的甲醇和辛烷分别完全燃烧时，放出热量较多的是______。

（3）某研究者分别以甲醇和汽油做燃料，实验测得在发动机高负荷工作情况下，汽车尾气中CO的百分含量与汽车的加速性能的关系如右所示。

根据图信息分析，与汽油相比，甲醇作为燃料的优点是______。

II. 甲醇的合成

（4）以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应的能量变化如下图所示。

① 补全上图：图中A处应填入______。

② 该反应需要加入铜－锌基催化剂。加入催化剂后，该反应的ΔH______（填“变大”“变小”或“不变”）。

（5）已知： CO(g)＋1/2 O2(g) ==== CO2(g)　　　　　　　　　　　　 ΔH1＝-283 kJ/mol

H2(g)＋1/2 O2(g) ==== H2O(g)　　　　　　　　　　　　 ΔH2＝-242 kJ/mol

CH3OH(g) + 3/2 O2(g) ==== CO2 (g) + 2H2O(g)　　 ΔH3＝-676 kJ/mol

以CO(g)和H2(g)为原料合成甲醇的反应为CO(g) + 2H2(g) ==== CH3OH(g) 。该反应的ΔH为_____ kJ/mol。

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（1）甲醇是重要的可再生燃料。已知在常温常压下：

2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1 275.6 kJ/mol

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

H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ/mol

则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________________。

（2）氧化还原反应与生产、生活、科技密切相关。请回答下列问题：

①银制器皿日久表面变黑是因为表面生成了Ag2S的缘故，该现象属于________腐蚀。如果加入一定浓度硝酸将发生反应3Ag2S＋8HNO3===6AgNO3＋3S↓＋2NO↑＋4H2O，同时Ag与硝酸反应生成AgNO3、NO、H2O，当生成22.4 mL的气体时，参加反应硝酸的物质的量为________。

图1　　　　　　　　　　　　　　 图2

②在如图1所示的原电池装置中，负极的电极反应为______________，H＋的移动方向为________；（填“从右向左”，“从左向右”）电池总反应方程式为___________________，当电路中转移0.1 mol e－时，交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为________。

③电解NO制备NH4NO3原理如图2所示，接电源正极的电极为________(填X或Y)，X电极反应式为_________________，为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质A的化学式为_____________。

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甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，该燃料电池的电池反应式为：2CH3OH(l) +　 3O2(g) → 2CO2 (g) + 4H2O(l)，其工作原理示意图如图，下列说法正确的是（　　）

A. 甲为电池的负极，发生还原反应

B. 负极的电极反应式为：CH3OH ＋H2O－6e－＝CO2＋6H＋

C. b口通入的气体为O2

D. 用该电池进行电解水，当电路中转移0.2NA个电子时，生成2.24L氢气

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氢气、碳氧化物是合成可再生能源甲醇的基础原料，具有重要的应用前景。

(1)已知H2(g)、CO(g)和CH4(g)的燃烧热分别为285.8 kJ/mol、283.0 kJ/mol和890.0 kJ/mol。一定条件下，CO与H2合成燃烧的热化学方程式为：CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(l)　　 △H，则△H=___；该反应能自发进行的原因是___。

(2)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应A：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

反应B：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

①一定温度下，在体积可变的恒压密闭容器中加入4 mol H2和一定量的CO发生反应A，开始时容器体积为2 L，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示，10 min时达到平衡，则反应A的化学平衡常数为_______。(结果保留一位小数)。

②恒温恒容条件下，在密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2，下列描述能说明反应B已经达到平衡状态的是___（填序号）。

A. 容器内CO2的体积分数不再变化

B. 当CO2和H2转化率的比值不再变化

C. 当水分子中断裂2NA个O-H键，同时氢分子中断裂3NA个H-H健

D. 容器内混合气体的平均相对分子质量达到34.5，且保持不变

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甲醇可以补充和部分替代石油燃料，缓解能源紧张。利用CO可以合成甲醇。

（1）已知：CO(g)+O(g)=CO2(g)　 △H1=－283.0kJ·mol－1

H2(g)+ O2(g)=H2O(l)　 △H2=－285.8kJ·mol－1

CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　 △H3=－764.5kJ·mol－1

则CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)　　 △H=__________kJ·mol－1

（2）甲图是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化情况。从反应开始到达平衡，用H2表示平均反应速率v(H2)=____________________。

（3）一定条件下，在容积为VL的密闭容器中充入amolCO与2amolH2合成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如乙图所示。

①P1__________P2（填“＞”、“＜”或“=”）

②该甲醇合成反应在A点的平衡常数K=__________（用a和V表示）

③下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是__________。（填写相应字母）

A．使用高效催化剂B．降低反应温度

C．增大体系压强D．不断将CH3OH从反应混合物中分离出来

E．向体系中再充入amolCO与2amolH2

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