甲醇是一种重要的工业原料，利用甲醇可以制氢气．Ⅰ．甲醇与水蒸气反应可以直接制得氢气．已知C...

甲醇是一种重要的工业原料，利用甲醇可以制氢气．

Ⅰ．甲醇与水蒸气反应可以直接制得氢气．

已知CH3OH（g）+H2O（g）CO2（g）+3H2（g）△H＞0，一定条件下，向体积为2L的恒容器密闭容器中充入1.2molCH3OH（g）和2.8molH2O（g），实验测得，反应共吸收的能量和甲醇的体积分数随时间变化的曲线图象如图1．

（1）从反应开始至平衡，H2的平均反应速率为___________．

（2）该条件下，CH3OH（g）+H2O（g）CO2（g）+3H2（g）的△H=__________，该反应的平衡常数为__________．

（3）在D点时，将容器的体积压缩为原来的一半，同时再充入7.2mol的H2O（g），CH3OH（g）+H2O（g）CO2（g）+3H2（g）平衡_________________移动（填“往左”、“往右”或“不”）．

Ⅱ．将甲醇燃料电池高温电解等物质的量的H2O﹣CO2混合气体可以间接制备H2．其基本原理如图2所示．

（4）甲醇燃料电池以酸性溶液为电解质，写出电池负极的电极反应式_________．

（5）电解池中发生的总反应方程式为_________________．

（6）当质子交换膜中通过的H+数目为4.816×1023时，理论上电解池中产生的H2为_______________L（标准状况）．

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(1)氢能源是绿色燃料，可以减少汽车尾气的排放，利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)。下图是该反应的能量变化图：

①通过图中信息可判断反应CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)的ΔH________0(选填“>”“＝”或“<”)。

②图中途径(Ⅱ)的条件是__________________，途径(Ⅰ)的反应热________途径(Ⅱ)的反应热(选填“>”“＝”或“<”)。

③在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为__________________________________________。

(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：

①2NH3(g)＋CO2(g)===NH2CO2NH4(s)　ΔH＝－159.5 kJ/mol

②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH＝＋116.5 kJ/mol

③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ/mol

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式__________________。

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（1）氢能源是绿色燃料，可以减少汽车尾气的排放，利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)。下图是该反应的能量变化图：

①通过图中信息可判断反应CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)的ΔH________0(选填“>”“＝”或“<”)。

②图中途径(Ⅱ)的条件是__________________，途径(Ⅰ)的反应热________途径(Ⅱ)的反应热(选填“>”“＝”或“<”)。

③在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为__________________________________________。

（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：

①2NH3(g)＋CO2(g)===NH2CO2NH4(s)　ΔH＝－159.5 kJ/mol

②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH＝＋116.5 kJ/mol

③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ/mol

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式__________________。

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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。

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工业上可以利用废气中的CO2为原料制取甲醇，反应方程式为CO2+3H2CH3OH + H2O，请回答下列问题：

(1)已知常温常压下下列反应的能量变化如下图所示：

写出二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式_______________________________。

(2)如果只改变一个条件使上述反应的平衡常数K值变大，则该反应_____________。

A．一定向正反应方向移动 　　　　B．在平衡移动时正反应速率先增大后减小

C．一定向逆反应方向移动 　　　　 D．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大

(3)其他条件相同，该甲醇合成反应在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下反应相同的时间后，CO2的转化率随反应温度的变化如图所示：

①在相同条件下，三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是____________。

②c点CO2的转化率高于b点，原因是_________________________________。

(4)常温常压下若反应的容器容积为2.0L，反应时间为4.0 min，容器里气体密度减少了2.0 g·，在这段时间内CO2平均反应速率为_____________。反应在t1时达到平衡，在这过程中c(CO2)随时间t变化的曲线如下图所示。保持其他条件不变，t1时将容器体积压缩到1 L，请在下图中画出t1后c(CO2)随时间t变化的趋势曲线（假设在t2时达到平衡）_________。

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工业上可以利用废气中的CO2为原料制取甲醇，其反应方程式为：CO2+3H2CH3OH+H2O。请回答下列问题：

（1）已知常温常压下下列反应的能量变化如下图所示：

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式__　　　　　　　　　　　 ，该反应的△S____________0（填“>”或“<”或“=”），在_______________情况下有利于该反应自发进行。

（2）如果上述反应方程式的平衡常数K值变大，则该反应__　　　　 （选填编号）。

A．一定向正反应方向移动

B．在平衡移动时正反应速率先增大后减小

C．一定向逆反应方向移动

D．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大

（3）若反应的容器容积为2．0L，反应时间4．0 min，容器内氢气的质量减少了4.8g，在这段时间内CO2的平均反应速率为　　　　　　　　　　　　　　 。

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科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇：

( CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O )，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。

已知 H2(g)、 CO(g) 和 CH3OH(l) 的燃烧热△H分别为285.8 kJ·mol1、283.0 kJ·mol1和726.5kJ·mol1。请回答下列问题：

（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ

（2）在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如图所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列说法正确的是________（填序号）

①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的

平均速率为v(CH3OH)= mol·L1·min1

②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小

③该反应为放热反应

④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时 增大

（3）在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为,则容器内的压强与起始压强之比为　　　　　　　　　　　　 ( 用  表示 )

（4）已知甲醇燃烧的化学方程式为2CH3OH +3O2 =2CO2 +4H2O ，在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为　　　　　　　　　　　　　 ，正极的反应式为　　　　　　　　　　　　　　

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(8分)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。请回答下列问题：

（1）已知： ①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)　　 　 △H=+49.0kJ/mol

②CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)　　 △H=－192.9kJ/mol

由上述方程式可知，CH3OH(g)的燃烧热____（填“大于”、“等于”或小于”）192.9kJ/mol。已知水的气化热为44 kJ/mol，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为______________________________。

（2）在容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：T1、T2均大于300 ℃）

该反应为_________反应(填“放热”或“吸热”)；在T1温度时，将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为____________________。

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科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。请回答下列问题：

（1）已知：①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H=+49.0kJ/mol

②CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=－192.9kJ/mol

由上述方程式可知，CH3OH(g)的燃烧热__________（填“大于”、“等于”或小于”）192.9kJ/mol。已知水的汽化热为44 kJ/mol，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为__________________________。

（2）在容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下实验结果如下图所示（注：T1、T2均大于300 ℃），该反应为_________反应(填“放热”或“吸热”)；在T1温度时，将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为______________。

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科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。请回答下列问题：

（1）已知：①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)　　 △H=+49.0kJ/mol

②CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)　　 △H=－192．9kJ/mol

由上述方程式可知，CH3OH(g)的燃烧热__________（填“大于”、“等于”或小于”）192.9kJ/mol。已知水的汽化热为44 kJ/mol，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为__________________________。

（2）在容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：T1、T2均大于300 ℃）该反应为_________反应(填“放热”或“吸热”)；在T1温度时，将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为____________________。

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