化学平衡原理是中学化学学习的重要内容，请回答下列问题：甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用...

化学平衡原理是中学化学学习的重要内容，请回答下列问题：

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用合成气（主要成分CO、H2）制备甲醇。

（1）己知：CO、H2、CH3OH、的燃烧热（△H）分别为-283.0kJ/mol、-241.8kJ/mol、-192.2 kJ/mol，请写出合成气制备甲醇的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2，发生CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）反应，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是______（填选项字母）。

（3）在T1℃时，在体积为5 L的恒容容器中充入3 mol的合成气，反应达到平衡时CH3OH的体积分数与n（H2）／n（CO）的关系如图所示。H2和CO按2:1投入时经过5 min达到平衡，则5 min内用H2表示的反应速率为v（H2）=_______。温度不变，当时，达到平衡状态，CH3OH的体积分数可能是图象中的______点。

（4）含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2，然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式：________________________。

（5）水的自偶电离可表示为H2O+H2OH3O++OH-。与水电离相似，甲醇也能发生自偶电离，请写出甲醇的自偶电离方程式_______________________________________，往甲醇中加入少量金属钠反应生成甲醇钠，则反应后的混合液中的电荷守恒式_____________________________。

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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，工业上可用合成气制备甲醇。反应为某温度下，在容积为2L的密闭容器中进行该反应，其相关数据如图：

(1)从反应开始至平衡时，用CO表示化学反应速率为 ______ ，该温度下的平衡常数为 ______

(2)至10min时速率变化的原因可能是 ______ ；

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（17分）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反应来合成甲醇： CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g)。

（1） 分析该反应并回答下列问题：

① 平衡常数表达式为K=________。

② 下列各项中，不能够说明该反应已达到平衡的是______________（填序号）。

a. 恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化

b. 一定条件下，CH₃OH分解的速率和CH₃OH生成的速率相等

c. 一定条件下，CO、H₂和CH₃OH的浓度保持不变

d. 一定条件下，单位时间内消耗2 mol CO，同时生成1 mol CH₃OH

（2） 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“＝”)。

② T₁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） 已知在常温常压下：

① 2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)ΔH ＝-a kJ·mol^-1

② 2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)  ΔH ＝-b kJ·mol^-1

③ H₂O(g)= H₂O(l)  ΔH＝-c kJ·mol-1

则，CH₃OH(l)+O₂(g) =CO(g)+2H₂O(l)   ΔH＝______________kJ·mol^-1。

（4） 2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。

① 该电池工作时，b口通入的物质为____________, c口通入的物质为__________。

② 该电池正极的电极反应式为:_______________________________。

③ 工作一段时间后，当6.4 g甲醇完全反应生成CO₂时，有___________N_A个电子转移。

（5） 以上述电池做电源，用上图所示装置，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是（用相关的电极反应式和离子方程式表示）：

_______________________________________________________，

_______________________________________________________。

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（15分）甲醇是一种可再生能源，又是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上可用如下方法合成甲醇：

（1）已知：① 2CH3OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 4H2O(g)　　 △H=－1275.6 kJ•mol-1

② 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g)　　 △H=－566.0 kJ•mol-1

③ H2O(l) = H2O(g)　　 △H = + 44.0 kJ•mol-1

则甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学反应方程式为　　　　　　　　　 。

（2）方法一生产甲醇是目前工业上常用的方法。在一定温度下，向2L密闭容器中充入1molCO和2molH2，发生上述反应，5分钟反应达平衡，此时CO的转化率为80%。请回答下列问题：

①前5分钟内甲醇的平均反应速率为　　　　　　　　 ；已知该反应在低温下能自发进行，则反应的

△H为　　　　 （填“＞”、“＜”或 “=”）0。

②在该温度下反应的平衡常数K=　　　　　　 。

③某时刻向该平衡体系中加入CO、H2、CH3OH各0.2mol后，将使ν正 　　　　　　　 ν逆（填“>”“=”“<”）。

（3）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示。

①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为　　　　 　　　　 　　 。

②充电过程中，右槽溶液颜色变化是　　　　　　 　　　　　　　　　　 。

③若用甲醇燃料电池作为电源对其充电时，若消耗甲醇4.8g时，电路中转移的电量的为　　　　　　 （法拉第常数F=9.65×l04C · mol-1)。

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高三化学解答题中等难度题查看答案及解析

甲醇是一种可再生能源,又是一种重要的化工原料.具有广阔的开发和应用前景。工业上可用如下方法合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g).

(1) 已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)  △H=-1275.6kJ·mol-1;

②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)  △H=-566.0kJ·mol-1;

③H2O(l)=H2O(g)  △H=+44.0kJ·mol-1.

则甲醇液体不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式为__________。

(2) 在一定温度下,向2L密闭容器中充人1mol CO和2mol H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),5min反应达到平衡,此时CO的转化率为80%。

①前5min内甲醇的平均反应速率为__________;已知该反应在低温下能自发进行,则反应的△H_______0(填“>”“<”或“=”)。

②在该温度下反应的平衡常数K=__________。

③某时刻向该平衡体系中加人CO、H2、CH3OH各0.2mol后,则v正__________v逆(填“>”“=”或“<”)。

④当反应达到平衡时,__________(填字母)。

a.混合气体的压强不再发生变化　　　　　　　 b.反应物不再转化为生成物

c.v正(CO)=2v逆(H2)　　　　　　　　　　　　　　 d.v(H2)=2v(CH3OH)

e.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比

(3) "甲醇---过氧化氢燃料电池"的结构主要包括燃料腔、 氧化剂腔和质子交换膜三部分.放电过程中其中一个腔中生成了CO2。

①放电过程中生成H+的反应,发生在__________腔中,该腔中的电极反应式为__________.

②该电池工作过程中,当消耗甲醇4.8g时.电路中通过的电量为__________(法拉第常数F=9.65×104C·mol-1)

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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）下列有关上述反应的说法正确的是________。

a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡

b．一定条件下，H₂的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡

c．保持容器体积不变，升高温度可提高CO的转化率

d．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH₃OH的产量

（2）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。右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1mol）与CO平衡转化率的关系。

①在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是________。

②利用图中a点对应的数据，计算该反应在对应温度下的平衡常数K （写出计算过程）。

③在答题卡相应位置上画出：上述反应达到平衡后，减小体系压强至达到新的平衡过程中，正逆反应速率与时间的变化关系图并标注。

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

H₂(g)+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________。

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能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，研究甲醇具有重要意义。

（1）用CO合成甲醇的反应为：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)在容积为1L。的密闭容器中分别充入1molCO和2molH₂，实验测得甲醇的物质的量和温度、时间的关系曲线如图所示。则该正反应的△H_______0（填“＜”、“＞”或“=”），判断的理由是______。

（2）利用工业废气中的CO₂可制取甲醇，其反应为：CO₂+3H₂CH₃OH+H₂O。

①常温常压下已知下列反应的能量变化如下图所示：

由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为_______。

②为探究用CO₂生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在一恒温恒容密闭容器中，充入1molCO₂ 和3molH₂，进行上述反应。测得CO₂。和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，v(H₂)=_______ ；该温度下的平衡常数数值K=______。能使平衡体系中n(CH₃OH)/n(CO₂))增大的措施有_______（任写一条）。

（3）工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种。

①甲醇蒸汽重整法。主要反应为；CH₃OH(g)  CO(g)+2H₂(g)设在容积为2.0L的密闭容器中充入0. 60 molCH₃OH(g)，体系压强为P₁，在一定条件下达到平衡时，体系压强为P₂，且P₂/P₁ =2.2，则该条件下CH₃OH   的平衡转化率为______ 。

②甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO₂－ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性（选择性越大，表示生成的该物质越多）影响关系如图所示。则当n(O₂)／n(CH₃OH) =0.25时。CH₃OH与O₂发生的主要反应方程式为______ 。在制备H₂：时最好控制n(O₂))/n(CH₃OH)=______。

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