甲醇是一种用途非常广泛的基础化工原料，可通过下列反应合成：Ⅰ．CO（g）+2H2（g） C...

甲醇是一种用途非常广泛的基础化工原料，可通过下列反应合成：

Ⅰ．CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）△H1

Ⅱ．CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）△H2

Ⅲ．CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）△H3

回答下列问题

（1）反应（Ⅰ）的△S________（填“>”或“<”）0，△H1=________（用△H2、△H3表示）。

（2）上述反应的平衡常数的自然对数值lnKP（KP为以分压表示的平衡常数）与温度的关系如图甲所示

①反应（Ⅱ）的△H________（填“>”或“<”）0。

②480K时，lnKP（Ⅰ）+lnKp（Ⅱ）+lnKp（Ⅲ）=________。

③某温度下，向某恒容密闭容器中充入0.1 molCO和0.2molH2发生反应（Ⅰ），达到平衡时，CO的转化率为90%，若平衡时总压强5MPa，则KP=________（KP为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。

（3）若用CO和CO2混合气体合成甲醇，起始时均控制 =2.60，CO的平衡转化率X（CO）与温度及压强的关系如图乙所示。下列说法正确的是_____（填字母）。

A  p1<p2<p3

B 升高温度，反应速率和X（CO）均减小

C 起始时若p2=7.2MPa，则H2的分压为5.2MPa

D 其他条件不变，增大 ，X（CO）增大

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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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二氧化碳是用途非常广泛的化工基础原料，回答下列问题:

（1）工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。

已知; CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) △H=-131.0kJ/mol;

H2(g)+ O2(g)= H2O(l)　　　　　　　　　 △H=-285.8 kJ/mol。

CH3OH的燃烧热△H=_______。

（2）在催化剂作用下，CO2和CH4可以直接转化为乙酸:

CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) △H=+36.0 kJ/mol

在不同温度下乙酸的生成速率变化如右图所示。

①当温度在250℃～300℃范围时，乙酸的生成速率减慢的主要原因是______，当温度在300℃～400℃范围时，影响乙酸生成速率的主要因素是________。

②欲使乙酸的平衡产率提高，应采取的措施是________(填标号)。

A.升高温度　　 B.降低温度　　 C.增大压强　　 D.降低压强

（3）高温下，CO2与足量的碳在密闭容器中实现反应: C(s)+CO2(g)2CO(g)。

①向容积为1L的恒容容器中加入0.2molCO2，在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如右图所示。则该反应为_____(填“放热”或“吸热”)反应，某温度下，若向该平衡体系中再通入0.2molCO2,平衡____(填“正向”“逆向”“不”)移动，达到新平衡后，体系中CO的百分含量________ (填“变大”“变小”“不变”)。

②向压强为p体积可变的恒压容器中充入一定量CO2,650℃时反应达平衡，CO的体积分数为40.0%,则CO2的转化率为_________。气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)，此温度下，该反应的化学平衡常数Kp=_________(用含p的代数式表示)，若向平衡体系中再充入V(CO2): V(CO)=5:4的混合气体,平衡______(填“正向”“逆向”“不”)移动。

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甲醇是一种用途广泛的化工原料。

（1）工业上常用下列两种反应制备甲醇：

①CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)　　　　　　　　　　 ΔH1= -90．1KJ/mol　　　　　

②CO2(g)＋ 3H2(g) CH3OH(g)　 +　 H2O(l)　　 ΔH2　　

已知：CO(g)+ H2O (g) ＝ CO2 (g) + H2 (g)　　　　 ΔH3=-41．1 KJ/mol　 　　 ③

H2O (l) ＝H2O (g)　　　　　　　　　　　　　　 ΔH4=+44．0KJ/mol　 　　 ④

则ΔH2＝　　　　　　

（2）实验室模拟用CO和H2反应来制甲醇。在250℃下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，各物质的物质的量浓度(mol•L-1)变化如下表所示：（前6min没有改变条件）

①x=　　　　　　　　　　　　　　 。

②250℃时该反应的平衡常数K值为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (不必化简)。

③若6min～8min只改变了某一条件，所改变的条件是　　　　　　　　　　　　　　　　 。

④第8min时,该反应是不是达到平衡状态　　　　　 。(填“是”或“不是”)

⑤该合成反应的温度一般控制在240～270℃，选择此温度的原因是：Ⅰ．此温度下的催化剂活性高；Ⅱ．　　　　　　　 。

（3）电解甲醇水溶液制氢的优点是需要的电压低，而且制得的氢气比电解相同物质的量的水多。写出电解甲醇水溶液的反应式为：阳极：　　　　　　　　　　　　　　 。

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甲醇是重要的化工原料，在日常生活中有着广泛的应用。

（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应Ⅰ：CO（g）＋2H₂（g）CH₃OH（g）

反应Ⅱ：CO₂（g）＋3H₂（g）CH₃OH（g）＋H₂O（g）

①在以上制备甲醇的两个反应中：反应Ⅰ优于反应Ⅱ，原因为_________________。

②对于反应Ⅰ，下图甲表示能量的变化；图乙表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH（g）的浓度随时闻峦化。

在“图甲”中，曲线__________（填：“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于________（填：“吸热”、“放热”）反应。在图乙中从反应开始到建立平衡，用H₂浓度变化表示的反应速率为_____________；该温度下CO（g）＋2H₂（g）CH₃OH（g）的化学平衡常数为__________.

③对于反应Ⅱ，在一定温度时，将lmol CO₂年和3mol H₂充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂的转化率为a，则容器内的平衡压强与起始压强之比为__________；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．增加CO₂的量

c．充入He，使体系总压强增大

d．按原比例再充入CO₂和H₂

（2）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种  污染，其原理是：通电后，将Co^2＋氧化成Co^3＋，然后以Co^3＋做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用下图装置模拟上述过程。

①阳极电极反应式为____________。

②除去甲醇的离子方程式为________________。

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（甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料，它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中。工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：

CO(g)2H₂(g)CH₃OH(g)Q

下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。

（1）判断反应达到平衡状态的依据是（   ）

A．混合气体的密度不变

B．混合气体的平均相对分子质量不变

C．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等

D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化

（2）由表中数据判断Q________0 （填“＞”、“”或“＜”），要提高CO转化率，可采取的措施

是（   ）

A．加入催化剂       B．充入CO       C．充入H₂      D．升温

（3）某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得cmol／L，则以CH₃OH表示的反应速率v________mol /(L·min)，

CO的转化率为________。

（4）原料CO和H₂可以由C和H₂O反应制取，涉及的反应方程式如下：

C(s)CO₂(g) 2CO(g)               平衡常数K₁

C(s)H₂O(g) CO(g)H₂(g)          平衡常数K₂

CO(g)H₂O(g) H₂(g)CO₂(g)        平衡常数K₃

则K₁、K₂ 、K₃之间的关系是：________。

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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___________；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所示。图中压强由大到小的顺序为______________。

（4）下图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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（15分）甲醇来源丰富，价格低廉，是一种重要的化工原料，有着非常重要、广泛的用途。工业上通常用水煤气在恒容、催化剂和加热的条件下生产甲醇，其热化学方程式为：

2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)　 　 ΔH=-90.8kJ/mol。

（1）该反应的平衡常数表达式为：K=　　　　 ，如升高温度，K值将　　　　 （填：增大、减小或不变）。

（2）以下各项不能说明该反应达到平衡状态的是　　　　　　　　 .

A、混合气体的密度保持不变　　　　　　 B、甲醇的质量分数保持不变

C、CO的浓度保持不变　　　　　　　 　　 D、2v逆(H2)=v正(CH3OH)

（3）在2100C、2400C和2700C三种不同温度、2 L恒容密闭容器中研究合成甲醇的规律。

上图是上述三种温度下不同的H2和C0的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系，则曲线Z对应的温度是　　　 　　 。由起始达到a点所需时间为5min，则H2的反应速率　　　　 mol/(L·min)。

（4）某兴趣小组设计了如图所示的甲醇燃料电池装置。

①该电池工作时，正极是　　 　 极（填“a”或 “b”）；

②该电池负极反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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甲醇是种非常重要的化工原料，工业上CO2 用于生产燃料甲醇，既能缓解温室效应，也为甲醇的合成寻找了新渠道。

(1)甲醇的合成：合成甲醇的反应为：CO2(g)+3H2(g) ⇌ CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H　 ；在催化剂作用下，测得甲醇的产率与反应温度、压强关系如下图所示， 由图中数据可知，△H______0(选 填“＞”“＜”“＝”)，甲醇产率随着压强变化呈现图示规律的原因是_______。

(2)甲醇的应用：丙炔酸甲酯是一种重要的有机化工原料，不溶于水，常温呈液态，沸点为 103~105 ℃。实验室可用甲醇和另一有机原料 M 在一定条件下制备，实验步骤如下：

步骤 1：在反应瓶中，加入 13 g 原料 M、50 mL 甲醇和 2 mL 浓硫酸，搅拌，加热回流一段时间。

步骤 2：蒸出过量的甲醇(装置见下图)。

步骤 3：反应液冷却后，依次用饱和 NaCl 溶液、　 5%Na2CO3　 溶液、水洗涤；分离出有机相。

步骤 4：有机相经无水 Na2SO4 干燥、过滤、蒸馏， 得丙炔酸甲酯。

①步骤 1 中反应的化学方程式是_____________。

②步骤 1 中，加入过量甲醇的目的是_____________。

③步骤 3 中 Na2CO3 溶液洗涤主要去除的物质是______。该步骤中不用等量等浓度的NaOH 溶液代替Na2CO3 溶液洗涤主要原因是___________。

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