一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。可以还原金属氧化物，可以用来合成很多有机物如甲醇...

一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。可以还原金属氧化物，可以用来合成很多有机物如甲醇（CH3OH）、二甲醚（CH3OCH3）等，还可以作燃料。

(1)在压强为0.1 MPa条件下，将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇： CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　　 △H<0

① 该反应的平衡常数表达式为____________。

② 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．将CH3OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大　　　　 D．再充入1 mol CO和3 mol H2

(2）已知：① CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　　　　　　　　 △H1 ＝－90.7 kJ·mol－1

② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　　　 △H2 ＝－23.5 kJ·mol－1

③ CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　　　　　 △H3 ＝－41.2 kJ·mol－1

则 3CO(g)＋3H2(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)的 △H ＝_______kJ·mol－1

(3)甲醇也是新能源电池的燃料，但它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： 2滴甲醇，1mL 1.0mol·L—1硫酸，4mL 0.1mol·L—1硫酸钴 (CoSO4）混合溶液，插上两根惰性电极，通电，将Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用图装置模拟上述过程：

① 检验电解时产生的CO2气体，井穴板穴孔内应盛放___________溶液。

② 写出净化甲醇的离子方程式______________________。

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（12分）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=-130kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　　　 △H=-572kJ·mol-1

CH3OH(l)的燃烧热△H=___________。

（2）在催化剂作用下，CO2和CH4可直接转化为乙酸：CO2(g)+CH4(g)=CH3COOH(g)　 △H＞0在不同温度下乙酸的生成速率变化如图所示。

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_________。

②欲使乙酸的平衡产率提高，应采取的措施是_____________（任写一条措施即可）。

（3）一定条件下，在密闭容器中发生反应：2CO（g）C（s）+CO2（g）。

①下列能说明该反应达到平衡的是___________。

A.容器内混合物的质量不变

B.CO和CO2的物质的量之比不再变化

C.混合气体的平均摩尔质量不再变化

D.形成amolC=O键的同时断裂amolCO键

②向某恒容容器中通入一定量的CO发生上述反应，在不同温度下CO2的物质的量浓度c（CO2）随温度的变化如上图所示，则该反应为________（填“放热”或“吸热”）反应。

③向容积可变的某恒压容器中通入amolCO，TC时反应经过10min达平衡，CO的体积分数为75%。CO的平衡转化率为_______。在容积改变的条件下，反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示，则0-10min内平均反应速率v（CO2）=__________。

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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=-130kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　　　 △H=-572kJ·mol-1

CH3OH(l)的燃烧热△H=___________。

（2）在催化剂作用下，CO2和CH4可直接转化为乙酸：CO2(g)+CH4(g)=CH3COOH(g)　 △H＞0在不同温度下乙酸的生成速率变化如图所示。

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_________。

②欲使乙酸的平衡产率提高，应采取的措施是_____________（任写一条措施即可）。

（3）一定条件下，在密闭容器中发生反应：2CO（g）C（s）+CO2（g）。

①下列能说明该反应达到平衡的是___________。

A．容器内混合物的质量不变　　　　　　　 B．CO和CO2的物质的量之比不再变化

C．混合气体的平均摩尔质量不再变化　　 D．形成amolC=O键的同时断裂amolCO键

②向某恒容容器中通入一定量的CO发生上述反应，在不同温度下CO2的物质的量浓度c（CO2）随温度的变化如上图所示，则该反应为________（填“放热”或“吸热”）反应。

③向容积可变的某恒压容器中通入amolCO，TC时反应经过10min达平衡，CO的体积分数为75%。CO的平衡转化率为_______。在容积改变的条件下，反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示，则0-10min内平均反应速率v（CO2）=__________。

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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)　 ΔH1 = -131.0 kJ·mol−1

H2(g) +O2(g) = H2O(l)　　 ΔH2 = -285.8 kJ·mol−1

则CH3OH的燃烧热ΔH =________________。

(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)　 ΔH = +36.0 kJ·mol−1

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 该反应的平衡常数表达式K =_____________。

② 向容积为1 L的恒容容器中加入足量的碳和0.2 mol CO2，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0.2 mol　 CO2，达到新平衡后，体系中CO的百分含量______________(填“变大”或“变小”或“不变”，下同)，平衡常数__________。

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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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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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甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景，可以用多种方法合成。

Ⅰ.用CO2生产甲醇

(1)已知：H2的燃烧热为-285.8 kJ/mol，CH3OH(l)的燃烧热为-725.8kJ/mol，CH3OH(g)= CH3OH(l)△H=-37.3 kJ/mol，则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)△H=_______kJ/mol。

(2)将CO2和H2按物质的量之比1：3充入体积为2.0 L的恒容密闭容器中反应，如图两条曲线分别表示压强为0.1 M Pa和5.0 MPa下CO2转化率随温度的变化关系。

①其中a点的平衡常数表达式为：_________________。

②a，b两点化学反应速率分别用va、vb表示，则va________vb (填“大于”、“小于”或“等于”)。

(3)在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图所示，下列说法正确的是___________。

A. 该反应的正反应为放热反应　　

B. 压强大小关系为p1<p2<p3

C. M点对应的平衡常数K的值约为1.04×10-2

D. 在p2及512K时，图中N点v(正)<v(逆)

Ⅱ.用生产甲醇

(4)已知：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①该反应的焓变△H ______0(填“>”、“<”或“=”)。

②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_________K2(填“>”“<”或“=”)。

Ⅲ.甲醇的应用

(5)以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。阳极的电极反应式为___________。

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CO2、CO可与H2在一定条件下反应合成二甲醚（CH3OCH3）、甲醇（CH3OH）、草酸（H2C2O4）等化工原料。

（1）二甲醚可作为绿色环保型能源。二甲醚空气燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，c通入的物质为______________ ，该电极的电极反应式为_______________。

（2）某同学用甲醇和其它试剂组装了如下图所示装置，来研究有关电化学问题（甲、乙、丙三池中电解质足量）。当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。

①丙池中F电极为____________（填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”），该池的总反应化学方程式为_______________；

②若丙池溶液的体积为500 mL，当乙池中C极质量减轻5.4g时，丙池溶液的pH为_______（忽略溶液体积的变化）；

③一段时间后，断开电键K，下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是______ (填序号）。

A. Cu　　　　　　　 B. CuO　　　　　　 C. Cu(OH)2　　　　　　　 D. Cu2(OH)2CO3

（3）已知：常温下，H2C2O4的电离常数分别是Ka1≈5.0×10-2，Ka2≈6.0×l0-5。草酸的钾盐有K2C2O4、KHC2O4。常温下，KHC2O4的水解常数Kh2＝___________，KHC2O4溶液的pH______7（填“﹥”、“﹤”或“=”）。

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甲醇是一种基础化工原料，可以用多种方法合成。

(1)用CO2生产甲醇。

已知：①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(l)△H=﹣akJ•mol﹣1；

②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣b kJ•mol﹣1； (a、b均>0)

则表示CH3OH(g)燃烧的热化学方程式为：____________。

要使反应①在一定条件下建立的平衡逆向移动，可采取的措施有_______(填写字母序号)。

a．缩小反应容器的容积

b．扩大反应容器的容积

c．升高温度

d．使用合适的催化剂　

e．从平衡体系中及时分离出CH3OH

(2)用CO生产甲醇。

已知：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①该反应的焓变ΔH__________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______K2 (填 “＞”、“＜”或“＝”)。

③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．将CH3OH(g)从体系中分离

C．使用合适的催化剂

D．充入He，使体系总压强增大

(3)CO2在工业上有多种用途，其中之一是合成低碳烯烃。在体积为1 L的密闭容器中，充入1molCO2和2.5molH2，发生反应：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H=-128kJ/mol，测得温度对催化剂催化效率和 CO2平衡转化率的影响如图所示：

①图中低温时，随着温度升高催化剂的催化效率提高，但CO2的平衡转化率却反而降低，其原因是__________。

②250 ℃时，该反应的平衡常数K值为__________。

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（16分）甲醇（CH3OH）是一种重要的化工原料，也是一种比较理想的燃料。甲醇在各个领域有着广泛的应用。

（1）实验测得：32 g甲醇在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳气体和液态水时释放出726.4 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：________________。

（2）燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。下图是一个化学过程的示意图。2CH3OH+3O2+4KOH K2CO3+6H2O

①A（石墨）电极的名称是　　　　　　　　　　 。

②通入O2的电极的电极反应式是　　　　　　　 。

③写出通入CH3OH的电极的电极反应式是　　　　　　　　　 。

④乙池中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　 。

⑤当电路中通过0.01mol电子时，丙池溶液的C(H+) = 　　　　　　 mol/L（忽略电解过程中溶液体积的变化）。

（3）合成甲醇的主要反应是：2H2（g）+ CO（g）CH3OH（g） △H=—90.8 kJ·mol—1。

①在恒温恒容条件下，充入一定量的H2和CO，发生反应2H2（g）+ CO（g） CH3OH（g）。则该反应达到平衡状态的标志有

a．混合气体的密度保持不变　　　　　　　　

b．混合气体的总压强保持不变

c．CO的质量分数保持不变　　　　　　　　　

d．甲醇的浓度保持不变

e．v正（H2）= v逆（CH3OH）　　　　　　　　

f．v（CO）= v（CH3OH）

②要提高反应2H2­（g）+ CO（g） CH3OH（g）中CO的转化率，可以采取的措施是：

a．升温　　　　　　

b．加入催化剂　　　　

c．增加CO的浓度

d．加入H2　　　　

e．加入惰性气体　　　

f．分离出甲醇

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