“一碳化学”是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系列化工原料...

“一碳化学”是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。发展“一碳化学”，开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料，经“一碳化学”途径制取乙二醇的过程：

（1）在容积为2L的密闭容器中，由CO和H2合成乙醇的反应为

2CO（g）+ 4H2（g）  CH3CH2OH（g）+ H2O(g)，在其他条件不变的情况下，CO的转化率随温度的变化如图所示（注：T1、T2均大于280℃)：

①根据上图可推知该反应ΔH_________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②该反应的平衡常数表达式为____________，降低温度平衡常数将_____（填“变大”、“变小”或“不变”）。

③下列说法中能判断该反应达到化学平衡状态的是_________（选填编号）。

a．容器中的压强不变　　　　　　　 b．混合气体的密度不再变化

c．v正（CO）=2v逆（H2O）　　　　 d．混合气体的平均相对分子质量不再变化

（2）草酸二甲酯水解产物草酸（H2C2O4）为二元中强酸

①用离子方程式解释KHC2O4溶液显酸性的原因：_______________。

②向0.1mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性，此时溶液里各粒子浓度关系正确的是________（填序号）。

a.c（K+）=c（HC2O4-）+c（H2C2O4）+c（C2O42-）　

b.c（K+）+c（Na+）=c（HC2O4-）+c（C2O42-）

c.c（Na+）=c（H2C2O4）+c（C2O42-）　　　　　　　　

d.c（K+）＞c（Na+）

（3）CH3OH（l）气化时吸收的热量为27kJ/mol，CH3OH（g）的燃烧热为677kJ/mol，请写出CH3OH（l）完全燃烧的热化学方程式______________________________。以甲醇为原料，使用酸性电解质构成燃料电池，该燃料电池的负极反应式为_____________。

高三化学简答题中等难度题查看答案及解析

“一碳化学”是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。发展“一碳化学”，开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料，经“一碳化学”途径制取乙二醇的过程：

（1）在容积为2L的密闭容器中，由CO和H2合成乙醇的反应为

2CO（g）+ 4H2（g）  CH3CH2OH（g）+ H2O(g)，在其他条件不变的情况下，CO的转化率随温度的变化如图所示（注：T1、T2均大于280℃)：

①根据上图可推知该反应ΔH_________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②该反应的平衡常数表达式为____________，降低温度平衡常数将_____（填“变大”、“变小”或“不变”）。

③下列说法中能判断该反应达到化学平衡状态的是_________（选填编号）。

a．容器中的压强不变　　　　　　　 b．混合气体的密度不再变化

c．v正（CO）=2v逆（H2O）　　　　 d．混合气体的平均相对分子质量不再变化

（2）草酸二甲酯水解产物草酸（H2C2O4）为二元中强酸

①用离子方程式解释KHC2O4溶液显酸性的原因：_______________。

②向0.1mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性，此时溶液里各粒子浓度关系正确的是________（填序号）。

a.c（K+）=c（HC2O4-）+c（H2C2O4）+c（C2O42-）　

b.c（K+）+c（Na+）=c（HC2O4-）+c（C2O42-）

c.c（Na+）=c（H2C2O4）+c（C2O42-）　　　　　　　　

d.c（K+）＞c（Na+）

（3）CH3OH（l）气化时吸收的热量为27kJ/mol，CH3OH（g）的燃烧热为677kJ/mol，请写出CH3OH（l）完全燃烧的热化学方程式______________________________。以甲醇为原料，使用酸性电解质构成燃料电池，该燃料电池的负极反应式为_____________。

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“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物（如：CO2、CO、CH4、CH3OH等）为初始反应物，合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：

反应I：2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)　　　　 △H1=-159.47kJ/mol　　　　 K1

反应II：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　 △H2=+72.49kJ/mol　　　　 K2

总反应：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　 △H3　　　　　　　　　　　　 K3

请回答下列问题：

（1）①总反应的△H3=_______kJ/mol。该热化学方程式的平衡常数K3=____________(用K1、K2表示)。

②反应I一般在_________（填“高温”或“低温”）情况下有利于该反应的进行。

③一定温度下，在体积为固定的密闭容器中按计量比进行反应I，下列不能说明反应达到了平衡状态的是__________（填序号）。

A．混合气体的平均相对分子质量不再变化　

B．容器内气体总压强不再变化

C．2V正(NH3)=V逆(CO2)　　　　　　　　　

D．容器内混合气体的密度不再变化

④环境为真空时，在一敞开容器（非密闭容器）中加入NH2COONH4固体，足够长时间后，反应是否建立平衡状态? ___________（填“是”或“否”）。

（2）在体积可变的恒压(p总)密闭容器中充入1 mol CO2 与足量的碳，让其发生反应：C(s)+ CO2(g)2CO(g) △H>0。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。

①T℃时，在容器中若充入稀有气体，v(正)___v(逆)(填“>”“<”或“=”)；若充入等体积的CO2 和CO，平衡________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。

②650℃，CO2 的转化率为_____________。

③已知：气体分压(P分)=气体总压×体积分数。用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数，925℃时，Kp=_____________ (用含P总的代数式表示)。

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“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物（如:CO2、CO、CH4、CH3OH等）为初始反应物,合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。

（1）以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:

反应I:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s)△H1

反应II:NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)　　 △H2=+72.49kJ/mol

总反应:2NH3(g)+CO2(g)==CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ/mol

请回答下列问题:

①反应I的△H1=______ kJ/mol

②反应II一般在_________（填“高温”或“低温”）情况下有利于该反应的进行。

③一定温度下,在体积为固定的密闭容器中按计量比进行反应I,下列能说明反应达到了平衡状态的是__________（填序号）。

A．混合气体的平均相对分子质量不再变化　　　　 B．容器内气体总压强不再变化

C．2V正(NH3)=V逆(CO2)　　　　　　　　　　　　　　 D．容器内混合气体的密度不再变化

④环境为真空时,在一敞开容器（非密闭容器）中加入NH2COONH4固体,足够长时间后，反应是否建立平衡状态? ___________（填“是”或“否”）

（2）将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图。

①曲线I.II对应的平衡常数大小关系为KI_______KII（填“ >”、“<”或“=”）。

②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

若甲容器平衡后气体的压强为开始的0.8倍,则甲容器平衡混合气体中CH3OH(g)的体积分数为_______，要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,乙容器中c的取值范围为________。

（3）以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如下图,乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是________________。

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“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物（如:CO2、CO、CH4、CH3OH等）为初始反应物,合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。

（1）以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:

反应I:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s)△H1

反应II:NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)　　 △H2=+72.49kJ/mol

总反应:2NH3(g)+CO2(g)==CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ/mol

请回答下列问题:

①反应I的△H1=______ kJ/mol

②反应II一般在_________（填“高温”或“低温”）情况下有利于该反应的进行。

③一定温度下,在体积为固定的密闭容器中按计量比进行反应I,下列能说明反应达到了平衡状态的是__________（填序号）。

A．混合气体的平均相对分子质量不再变化　　　　 B．容器内气体总压强不再变化

C．2V正(NH3)=V逆(CO2)　　　　　　　　　　　　　　 D．容器内混合气体的密度不再变化

④环境为真空时,在一敞开容器（非密闭容器）中加入NH2COONH4固体,足够长时间后，反应是否建立平衡状态? ___________（填“是”或“否”）

（2）将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图。

①曲线I.II对应的平衡常数大小关系为KI_______KII（填“ >”、“<”或“=”）。

②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

若甲容器平衡后气体的压强为开始的0.8倍,则甲容器平衡混合气体中CH3OH(g)的体积分数为_______，要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,乙容器中c的取值范围为________。

（3）以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如下图,乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是________________。

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“一碳化学”是指以研究分子中只含有一个碳原子的化合物(如CO、CO2、CH3OH等)为原料合成一系列化工产品的化学。

(一)工业上，在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 ΔH

(1)已知：CH3OH(l)=CH3OH (g)　 ΔH=+35.2 kJ·mol-1，根据下表：

反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的ΔH=_____ kJ·mol-1。

(2)向2L恒容密闭容器中通入1molCO(g)和2molH2(g)，发生反应合成甲醇，反应过程中n(CH3OH)与时间(t)及温度的关系如图所示。在500℃恒压条件下，请在图中画出反应体系中n(CH3OH)与时间(t)变化总趋势图________。

(二)CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应：

反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　 ΔH1= -48.5kJ·mol-1

反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　　　　 ΔH2= +41.2kJ·mol-1

(3)控制CO2和H2初始投料比为1:3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示：

①由图可知温度升高CO产率上升，其主要原因是_____。

②由图可知获取甲醇最适宜的温度是_____。

(4)控制CO2和H2初始投料比为1:1.6，在300℃时，反应I已达到平衡状态，CO2的转化率为50%，甲醇的选择性为60%，此时容器体积为1.0L，若CO2初始加入量为2.0mol，则反应I的平衡常数是_____。

(三)以甲醇为主要原料电化学合成碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]的反应原理如下：4CH3OH+2CO+O22(CH3O)2CO+2H2O

(5)由图可知B极为电源_____(填“正”或“负”)极，阳极电极反应式是_____。

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C1化学又称一碳化学,研究以含有一个碳原子的物质为原料合成工业产品的有机化学及工艺，因其在材料科学和开发清沽燃料方面的重要作用已发展成为一门学科。燃煤废气中的CO、CO2均能转化为基础化工原料、清洁能源甲醇：

①3H2(g)+CO2(g)  CH3OH (g) + H2O(l)　　 △H1

②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　　　　　　　 △H2

Ⅰ．已知：18g水蒸气变成液态水放出44KJ的热量。

则△H1_____________________

Ⅱ．一定条件下，在恒容的密闭容器中投入1molCO 和2mol H2，反应②在催化剂作用下充分反应，CH3OH在平衡混合气中的体积分数在不同压强下随温度的变化如图l所示：

（1）图中压强的相对大小是P1______P2（填“>”“<”或“=”），判断的理由是________

（2）A、B、C三点的化学平衡常数的相对大小K(A)______K(B)_____ K(C)（填“>”“<”或“=”) ，计算C点的压强平衡常数Kp=__________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×体积分数）

（3）300℃，P2条件下，处于E点时V正________V逆（填“>”“<”或“=”）

（4）某温度下，不能说明该反应己经达到平衡状态的是______________。

a．容器内的密度不再变化

b. 速率之比v(CO):v(H2): v(CH3OH）=l: 2:l

c．容器内气体体积分数不再变化

d. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化

e．容器内各组分的质量分数不再变化

（5）反应开始至在C点达平衡，各物质的浓度随时间变化曲线如图2所示，保持温度不变，t1时改变条件为_________，此时平衡_______。（填“正向移动”“逆向移动”“不移动” )

Ⅲ.工业上可通过甲醛羰基化法制取甲酸甲酯，25℃时，其反应的热化学方程式为：CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g)，部分研究如下图所示：

①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素的是_____（填下列序号字母）

a. 3.5×106Pa　　　　　　　　 b. 4.0×106Pa　　　　　　　 c. 5.0×106Pa

②用上述方法制取甲酸甲酯的实际工业生产中，采用的温度是80℃，其理由是_______

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高三化学解答题中等难度题查看答案及解析

以C、CO、CO2、CH4等含1个碳原子的物质为原料，可以合成一些化工原料和燃料。

（1）碳原子的核外电子排布式是___，其最外层有___种运动状态不同的电子。

（2）上述物质中属于非极性分子的是___。

（3）合成气（CO和H2)在不同催化剂的作用下，可以合成不同的物质。

①用合成气制备二甲醚时，还产生了一种常温为液态的氧化物，写出制备二甲醚的化学方程式____。

②仅用合成气为原料不可能合成的物质是___(填字母序号)。

a.甲醇　　　 b.乙二醇　　 c.乙二酸　　　 d.尿素

工业上可用CO2生产燃料甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)+Q（Q>0）。在2L的密闭容器中，发生上述反应：测得n(CO2)和n(CH3OH）随时间变化如图所示。

（4）该反应的化学平衡常数的表达式K=___，如果平衡常数K减小，平衡___(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动。

（5）从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v（H2）=___。

（6）为了提高CH3OH的产量，理论上可以采取的合理措施有___、___（任写2条措施）。

（7）常温常压下，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，写出该反应的热化学方程式___。

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CH4和H2O在一定条件下, 可以转化为合成一系列有机化合物、氨的重要原料(CO+H2)，这种方法称作甲烷水蒸气重整法制合成气，其能量变化如图:

（1）甲烷水蒸气重整法制合成气的热化学方程式为_______；该反应只有在_____（填“高温”、“低温”或“常温”）才自发进行。

（2）下列有关甲烷水然气重整法制合成气的说法正确的是_____（填字母）。

A.相同条件下，该反应的逆反应更易发生

B.恒温恒容时充入一定量CO2，可促进CH4转化并可调节CO和H2的比例

C.若反应的高效催化剂为A，则A一定是CO和H2合成CH4的高效催化剂

D.恒温时向上述平衡体系中充入少量Ar，平衡一定不移动

E.有副反应：H2O+COCO2+H2

（3）在恒容密闭容器中充入2mol的CH4和H2O(g)混合气体，且CH4和H2O(g)的物质的量之比为x，相同温度下测得H2平衡产率与x的关系如图所示。请问a、b两点比较（填“>”、“<”、“=”）；CH4的转化率a点____b点，a点CH4的浓度_____b点H2O(g)的浓度，氢气的产率a点_____b点。

（4）当充入CH4和H2O(g)物质的量之比1:2.2时，温度、压强p对平衡时CO体积分数φ(CO)的影响如图，则压强由大到小的排序是_____；当T<450℃和T≥1000℃时，压强p对φ(CO)几乎无影响的原因是_____________________。

（5）在下图左室充入1molCH4和H2O(g)混合气体(物质的量之比为1:1)，恒温条件下反应建立平衡，测得CH4的转化率为50%，则其平衡常数为_________ 。

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