I．甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。工业上可用下列两种反应制备甲醇：已知：CO(g) ...

I．甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。工业上可用下列两种反应制备甲醇：

已知：CO(g) + 2H₂(g)  CH₃OH(g)   ΔH₁

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

2H₂(g)+ O₂(g)=2H₂O(g)   ΔH₃

则2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g) 的反应热ΔH=_______________（用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃表示）。

II．工业上可利用“甲烷蒸气转化法生产氢气”，反应为：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)。

已知温度、压强和水碳比[n(H₂O)/ n(CH₄)]对甲烷平衡含量的影响如下图：

图1（水碳比为3）                         图2（800℃）

（1）温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是________。

（2）其他条件不变，请在图2中画出压强为2 MPa时，CH₄平衡含量与水碳比之间关系曲线。（只要求画出大致的变化曲线）

（3）已知：在700℃，1MPa时，1mol CH₄与1mol H₂O在1L的密闭容器中反应，6分钟达到平衡，此时CH₄的转化率为80%，求这6分钟H₂的平均反应速率和该温度下反应的平衡常数是多少？（写出计算过程，结果保留小数点后一位数字。）

III．某实验小组设计如图a所示的电池装置，正极的电极反应式为________________。

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（16分）甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H₂和CO化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为：2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)   

（1）已知：      

1 mol甲醇气体完全燃烧生成CO和水蒸气的热化学方程式为________。

（2）下列措施中有利于提高2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)反应速率的是________（双选)。

A．分离出CH₃OH    B．升高温度    C．减小压强    D．加入合适的催化剂

（3）（3）用H₂和CO化合制备甲醇的反应中，若反应的容积为1L的恒容容器，分别在230℃、250℃和270℃下，改变H₂和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量固定为1mol）进行实验，结果如下图所示（图中曲线上的点都为一定温度下、一定组成下的平衡点）：

①曲线X对应的温度是________。

②从图中可以得出的结论有________（任写一条）。

（4）若往反应的容积中加入1.5molH₂ 和1.0molCO，在曲线Z对应温度下反应达平衡。利用上述图中a点对应的CO平衡转化率，计算2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)的平衡常数。（写出计算过程）

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甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO ( g ) + 2H2 ( g ) CH3OH ( g ) △H ＝-90.8 kJ·mol－1 在一容积可变的 密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH2，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态A 时，容器的体积为20 L。

（1）该反应的化学平衡常数表达式为　　　　 。

（2）如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2，

则在平衡状态B时容器的体积V（B）= 　　　　 L。

（3）关于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在化学平衡状态时的描述正确的是　　 （填字母）。

A．CO的含量保持不变

B．容器中CH3OH浓度与CO浓度相等

C．2V正（CH3OH）=V正（H2）

D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

（4）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，按照相同的物质的量　 投料，测得CO在　 不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是　　　　 。

A．温度：T1 < T2 <T3

B．正反应速率：ν（a）>ν（c）； ν（b）>ν（d）

C．平衡常数： K(a) =K(c) ； K(b) >K(d)

D．平均摩尔质量：M(a)<M(c)； M(b)>M(d)

（5）已知CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） △H= + 41.3 kJ·mol－1 ，试写出由 CO2和H2制取甲醇的热化学方程式　　　　 。

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甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO ( g ) + 2H₂ ( g ) CH₃OH ( g ) △H ＝-90.8 kJ·mol^－1 在一容积可变的 密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH₂，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态A 时，容器的体积为20 L。

（1）该反应的化学平衡常数表达式为________。

（2）如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H₂，则在平衡状态B时容器的体积V（B）= ________________ L。

（3）关于反应CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)在化学平衡状态时的描述正确的是________（填字母）。

A．CO的含量保持不变       B．容器中CH₃OH浓度与CO浓度相等

C．2V_正（CH₃OH）=V_正（H₂）D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

（4）CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)，按照相同的物质的量  投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是________。

A．温度：T₁ < T₂ <T₃

B．正反应速率：ν（a）>ν（c）； ν（b）>ν（d）

C．平衡常数： K(a) =K(c) ； K(b) >K(d)

D．平均摩尔质量：M(a)<M(c)； M(b)>M(d)

（5）已知CO₂（g）+H₂（g）CO（g）+H₂O（g） △H= + 41.3 kJ·mol^－1 ，试写出由

CO₂和H₂制取甲醇的热化学方程式________。

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甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H2和CO化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为: 2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)　 △H=-116kJ/mol

(1)已知: CO和H2的燃烧热分别为283kJ/mol、286kJ/mol 。1mol甲醇气体完全燃烧生成CO2和液态水的热化学方程式为_________________________________。

(2)下列措施中有利于提高2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)反应速率及原料平衡转化率的是_____(填标号)。

A.分离出CH3OH　　 B.升高温度　 C.增大压强　　 D.加入合适的催化剂

(3)在容积为2L的恒容容器中，分别在230℃、250℃、270℃下，改变H2和CO的起始组成比[(n(H2)/n(CO)]，起始时CO的物质的量固定为1mol，实验结果如图所示：

①Z曲线对应的温度是__________，判断的依据是________________。

②从图中可以得出的结论是(写两条)____________________、______________________。

(4)利用图中a点对应的数据，计算曲线Z对应温度下反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)的平衡常数为____________；若在a点向容器中再充入1.5molCH3OH 和0.5mol H2，则原平衡___移动(填“向正反应方向”或“向逆反应方向”或“不”)

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甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H2和CO化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为: 2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)　 △H=-116kJ/mol

(1)已知: CO和H2的燃烧热分别为283kJ/mol、286kJ/mol 。1mol甲醇气体完全燃烧生成CO2和液态水的热化学方程式为_________________________________。

(2)下列措施中有利于提高2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)反应速率及原料平衡转化率的是_____(填标号)。

A.分离出CH3OH　　 B.升高温度　 C.增大压强　　 D.加入合适的催化剂

(3)在容积为2L的恒容容器中，分别在230℃、250℃、270℃下，改变H2和CO的起始组成比[(n(H2)/n(CO)]，起始时CO的物质的量固定为1mol，实验结果如图所示：

①Z曲线对应的温度是__________，判断的依据是________________。

②从图中可以得出的结论是(写两条)____________________、______________________。

(4)利用图中a点对应的数据，计算曲线Z对应温度下反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)的平衡常数为____________；若在a点向容器中再充入1.5molCH3OH 和0.5mol H2，则原平衡___移动(填“向正反应方向”或“向逆反应方向”或“不”)

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请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。

(1)工业上可利用CO或CO2来制备清洁液体燃料甲醇。已知: 800℃时

反应①:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)　 △H=-90.8 kJ/mol

反应②:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)　 △H=+41.2kJ/mol

(1)写出用CO2与H2反应制备甲醇的热化学方程式___________________________________。

(2)对于反应①，在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图1所示。据此判断

①压强P1_____P2(填“>”“<”或“=”，下同)

②平衡常数K(状态C)_____K(状态D)

③反应速率:V逆(状态A)_____V逆(状态B)

(3)对于反应②，在体积一定的密闭容器中加入一定量的H2和CO。进行反应。下列说法正确的是______。

A.若该反应在恒容，绝热的容器中进行，当容器中压强保持不变时表明反应达到平衡状态

B.该反应达到平衡时，向平衡体系中充入一定量的氦气，平衡可能发生移动

C.恒温恒容条件下，若改变反应物的投入量，△H的值不发生变化

D.恒温恒容条件下，若投入气体的总量保持不变，设起始投料比[n(H2)/n(CO2)]=X，当X=2或1/2时，H2O的体积分数不变。

(4)利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外线照射时，在不同催化剂(I、II、III)作用下，CH4产量随光照时间的变化如下图2所示，在0-15h内，对反应催化效果最好的催化剂是____________(填序号)。

(5)一种新利CO燃料电池工作原理如上图3所示，该电池负极电极反应式为______________，电极A处产生的CO2有部分参与循环利用，其利用率为______________________。

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Ⅰ．工业上可用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

（1）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________（用K1、K2表示）。500 ℃时测得反应③在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正________v逆(填“>”、“＝”或“<”)。

（2）在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c(CO)—反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示，若在t0时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是_______________。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是______________。

Ⅱ．利用CO和H2可以合成甲醇，反应原理为CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。一定条件下，在容积为V L的密闭容器中充入a mol CO与2a mol H2合成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

（1）p1________p2(填“>”、“<”或“＝”)，理由是　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）该甲醇合成反应在A点的平衡常数K＝　　　　　　　　　 （用a和V表示）。

（3）该反应达到平衡时，反应物转化率的关系是CO________H2。（填“>”、“<”或“＝”）

（4）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

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（10分）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H₂为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：

CO(g)+ 2H₂(g)  CH₃OH(g)  △H₁＝－116 kJ·mol^-1

（1）下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是_____________。

A．随时将CH₃OH与反应混合物分离

B．降低反应温度

C．增大体系压强

D．使用高效催化剂

（2）乙醇燃料电池具有很高的实用价值。下图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。则该电池的负极反应式为________。

（3）已知：CO(g)+1/2 O₂(g)=CO₂(g)；△H₂＝－283 kJ·mol^-1 

H₂(g)+1/2 O₂(g)=H₂O(g)  △H₃＝－242 kJ·mol^-1

则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO ₂和水蒸气时的热化学方程式为

________

（4）在容积为2L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H₂和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为2mol）与CO平衡转化率的关系。请回答：

①在上述三种温度中，曲线Z对应是________。

②利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H₂(g) CH₃OH(g) 的平衡常数K =________。

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甲醇是21世纪应用最广泛的清洁燃料之一，通过下列反应可以制备甲醇：

CO (g) + 2H2 (g)CH3OH (l)　 △H

（1）已知：

计算上述反应的△H＝　　 　　 　　 kJ·mol－1。

（2）在容积可变的密闭容器中充入1 mol CO ( g ) 和2 molH2 ( g )生成CH3OH( g )，H2的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示。

① 该反应的△S　 　　　 　 0，图中的T1 　　　 　　 T2（填“<”、“>”或“=”）。

② 当达到平衡状态A 时，容器的体积为2 L，此时该反应的平衡常数为　 　　　　 　 ，若达到平衡状态B 时，则容器的体积V（B）= 　 　　　 　 L。

③ 在该容器中，下列措施可增加甲醇产率的是　　 　　 　　 。

A．升高温度

B．从平衡体系中及时分离CH3OH

C．充入He

D．再充入0.5 mol CO和1 mol H2

（3）在容积固定为2 L的密闭容器中充入2 molCO( g )和6 molH2( g )生成CH3OH( g )，反应时间与物质的量浓度的关系如下图所示，则前10分钟内，氢气的平均反应速率为　　 　　 　　 ；若15分钟时升高体系温度，在20分钟时达到新平衡，此时氢气的转化率为33.3%，请在图中画出15-25分钟c (CO)的变化曲线。

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