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)+...

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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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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（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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CO2 可用于合成多种化工原料。用 CO2 生产绿色燃料甲醇时发生反应A： CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　　 ΔH1

(1)反应 A 的平衡常数表达式是_____。在恒温恒容的密闭容器中进行该反应，下列说法正确的是_____(填字母)。

A.反应达到平衡时，容器的总压强不再改变

B.加入合适的催化剂，可以提高 CO2 的转化率

C.将初始投料增加 1 倍，可以提高CO2 的转化率

D.充入一定量的He 气，可以提高CO2 的转化率

(2)在体积为 1 L 的恒容密闭容器中发生反应 A，如图是在三种投料，即[n(CO2)，n(H2)]分别为：[1mol，3mol]、[1mol，4mol]、[1mol，6mol]下，反应温度对 CO2 平衡转化率影响的曲线。

① 反应 A 的ΔH1_____0(填“>”或“<”)。

② 曲线 c 对应的投料是_____。

③ T1℃时，曲线c 对应的化学平衡常数_____1(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(3)在一定条件下，利用 CO2 合成 CH3OH 的反应过程中会有副反应：CO2(g) + H2(g)⇌CO(g) + H2O(g)。压强一定时，将初始投料比一定的 CO2 和H2 按一定流速通过催化剂甲，经过相同时间(反应均未达到平衡)时，温度对 CH3OH、CO 的产率影响如图 1 所示，温度对 CO2 的转化率影响如图 2 所示。

由图像可知，升高温度，CO2的实际转化率提高而甲醇的产率降低，其原因是_____。

(4)以 CO2 和 H2O 为原料合成 CH4，可以借助氮化镓(GaN)与 Cu 组成的人工光合系统， 装置如图所示。

① GaN 电极上的电极反应式是_____。

② 当有 0.4mol 电子转移时，铜电极上生成的CH4在标准状况下的体积是_____L。

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（题文）甲醇是重要的化工原料，CO和CO2均可用于合成甲醇。用CO2来生产甲醇的反应方程式为：CO2(g)+3H2(g)＝CH3OH(g)+H2O(g)　 △H1

（1）已知：

2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)　　　 △H2

2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)　　　 △H3

则CO(g)+ 2H2(g)＝CH3OH(g)　 △H4＝_______

（2）由CO合成甲醇时，CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。P点和Q点的平衡常数的大小KP____ KQ (填“大于”、“小于”或“等于”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是________________。

（3）一定温度下，向2 L密闭容器中加入1 mol CH3OH(g)，发生反应CH3OH(g) ＝CO(g)+ 2H2(g)，CO的体积分数随时间的变化如图所示。

①反应达到平衡状态的标志是___________。

A．气体的密度不变　　　

B．气体的压强保持不变

C．υ正（CH3OH）=2υ正(H2)　

D．υ正(H2)=2υ逆（CO）

②该温度下，CO(g)+ 2H2(g)＝CH3OH(g)的平衡常数K=_________。

③若在t1时刻再加入1mol CH3OH(g)，在t2 时刻重新达到平衡，请在图上画出CO的体积分数随时间变化的曲线（不要求计算具体数值，画出变化的趋势和范围即可）_______。

（4）以CH3OH为燃料(以KOH溶液作电解质溶液)可制成CH3OH燃料电池。负极的电极反应式为_________________________。

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甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下方法来合成甲醇：

（1）用CO2生产甲醇。

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

2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）　　　　　　　　　　 △H=﹣b kJ•mol﹣1；

则表示CH3OH（g）燃烧的热化学方程式为：____________________。

（2）用CO生产甲醇。

已知：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，下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）甲醇（CH3OH）可以用作燃料电池，该电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。负极发生的电极反应式是________________________，正极发生的电极反应式是_______________________。

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甲醇是重要的化工原料，利用CO2和H2合成甲醇，发生的主反应如下：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H

已知：在25℃、101kPa 下，1g 甲醇燃烧生成 CO2和液态水时放热 22.70kJ．请写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式　 　　　　　　　　　　 ．

（1）在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2进行上述反应．测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示．回答：

0～10min 内，氢气的平均反应速率为 　　　　　　 mol/(L•min)；第10min 后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入0.75mol CO2(g)和1.5mol H2O(g)，则平衡 　　　　 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动．恒温恒压密闭容器中该反应达平衡状态的依据是(填序号) 　　　　　　 ．

A．v正(CH3OH)=3v逆(H2)　 B．混合气体的密度不变

C．c(CH3OH)=c(H2O)　　　 D．混合气体的总物质的量不变

（2）如图2，25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL某NaCl溶液，该装置中 a 极为 　　　　　　　 极，负极反应式为 　　　　　 ．在电解一段时间后，NaCl溶液的pH值变为12(假设NaCl 溶液的体积不变)，则理论上消耗甲醇的物质的量为 　　　　　　　　　 mol．

（3）取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1：3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H　 　　　　　 0(填“＞”、“＜”或“=”)．

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