甲醇是一种重要的化工原料，工业上可用CO和H2合成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：CO(...

甲醇是一种重要的化工原料，工业上可用CO和H2合成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　　 ΔH = -90.8 kJ·mol-1

（1）某研究小组，在温度和容器的容积保持不变时，研究该反应是否达到平衡状态，以下五位同学对平衡状态的描述正确的是__________。

A.甲：H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率

B.乙：容器内的压强保持不变

C.丙：容器内气体的密度保持不变

D.丁：容器中气体的平均摩尔质量保持不变

（2）若在一定温度下、容积为2L的密闭容器中，投入2 mol CO、4 mol H2，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时H2转化率为75%，求平衡时CH3OH的浓度=__________mol/L

（3）已知在298K、101kPa下：甲醇的燃烧热化学方程式为：

CH3OH(l)+ 3/2 O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l)　 ΔH= -725.8 kJ·mol-1；

CO的燃烧热化学方程式为：CO(g)+ 1/2 O2(g)= CO2(g)　 ΔH= -283 kJ·mol-1;

H2O (g) ===　 H2O(l)　　 ΔH= -44 kJ·mol-1

请写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和水蒸气的热化学方程式__________。

（4）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池（电极材料为惰性电极）

①该电池中通入甲醇的是电源的__________（填正、负）极，若KOH溶液足量，则写出电池总反应的离子方程式__________。

②若电解质溶液中KOH的物质的量为0.5mol，当有0.5mol甲醇参与反应时，产物恰好为KHCO3时，该电池的负极反应式为__________，所得溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是__________。

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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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一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu₂O/ZnO）：  CO(g)＋2H₂(g)   CH₃OH(g)，根据题意完成下列各题：

（1）合成甲醇反应中，其反应热△H________0(填“＞”“＜”“＝”)

（2）在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2  下列有关该体系的说法正确的是________

a. 氢气的浓度减少

b. 正反应速率加快，逆反应速率也加快

c. 甲醇的物质的量增加

d. 重新平衡时n(H₂)/n(CH₃OH)增大

（3）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu₂O，反应体系中含少量CO₂有利于维持催化剂Cu₂O的量不变，原因是：________（用化学方程式表示）。

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一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu₂O/ZnO）：  CO（g）＋2H₂（g）   CH₃OH（g）

根据题意完成下列各题：

（1）合成甲醇反应中，其反应热△H________0（填“＞”“＜”“＝”）

（2）在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2  下列有关该体系的说法正确的是

a．氢气的浓度减少

b．正反应速率加快，逆反应速率也加快

c．甲醇的物质的量增加

d．重新平衡时n（H₂）/n（CH₃OH）增大

（3）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu₂O，反应体系中含少量CO₂有利于维持催化剂Cu₂O的量不变，原因是：________（用化学方程式表示）。

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甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：

①CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g)　　 △H1；

②CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H=－58kJ/mol；

③CO2 (g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　　 △H==+41k J/ mol。

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表：

则x=___________。

(2)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图甲所示。α(CO)值随温度升高而___________(填“增大”或“减小”)，其原因是_____；图中的压强由大到小为___________，其判断理由是_____________。

(3)若将1mol CO2和2molH2充入容积为2L的恒容密闭容器中，在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。

①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K1___________KⅡ(填“＞”“=”或“＜”)。

②一定温度下，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是___________(填序号)。

a.容器中压强不变　　　　　 b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变

c.v正(H2)=3v逆(CH3OH)　　 d.2个C=0断裂的同时有6个H－H断裂

③若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，则用CO2表示的平均反应速率为____，该温度下的平衡常数为___________；若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是___________。(填序号)。

a.缩小反应容器的容积　　　 b.使用合适的催化剂

c.充入He　　　　　　　　　　 d.按原比例再充入CO2和H2

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甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　 △H

②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H2=-58kJ•mol-1

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　　　 △H3=+41kJ•mol-1

回答下列问题：

（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

则x=____________；

（2）若T℃时将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中发生反应②，测得H2的物质的量随时间变化关系如图中状态I(图中实线)所示。图中数据A(1，6)代表在1min时H2的物质的量是6mol。

①T℃时状态I条件下，0~3min内CH3OH的平均反应速率v=_______mol/(L·min)，平衡常数K=_____；

②其他条件不变时，仅改变某一条件后测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅱ所示，则改变的条件可能是_____；

③其他条件不变，仅改变温度时，测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅲ所示，则状态Ⅲ对应的温度_______(填“＞”、“＜”或“=”)T℃；

④若状态Ⅱ的平衡常数为K2，状态Ⅲ的平衡常数为K3，则K2_______(填“＞”、“＜”或“=”)K3；

⑤一定温度下同，此反应在恒容容器中进行，能判断该反应达到化学平衡依据的是_______。

a．容器中压强不变　　　　　　　　　

b．甲醇和水蒸汽的体积比保持不变

c．v正(H2)=3v逆CH3OH)　　　　

d．2个C=O断裂的同时有6个H—H断裂

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甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2) 在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下:

①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　 △H1

②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H=-58kJ/mol

③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　 △H=+41kJ/mol

回答下列问题:

(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:

则x=______。（用含表中字母的代数式表示）

(2)若将lmolCO2和2molH2充入容积为2L的恒容密闭容器中，在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。

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

②一定温度下,能判断该反应达到化学平衡状态的是______。

a.容器中压强不变

b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变

c.v正(H2)=3v逆(CH3OH)

d.2个C=O断裂的同时有3个H-H形成

③若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，则用CO2表示的平均反应速率为_____，该温度下的平衡常数为_____，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.使用合适的催化剂　　　　 c.充入He　　 d.按原比例再充入CO2和H2

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甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2) 在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下:

①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　 △H1

②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H=-58kJ/mol

③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　 △H=+41kJ/mol

回答下列问题:

(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:

则x=______。（用含表中字母的代数式表示）

(2)若将lmolCO2和2molH2充入容积为2L的恒容密闭容器中，在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。

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

②一定温度下,能判断该反应达到化学平衡状态的是______。

a.容器中压强不变

b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变

c.v正(H2)=3v逆(CH3OH)

d.2个C=O断裂的同时有3个H-H形成

③若5min后反应达到平衡状态，H2的转化率为90%，则用CO2表示的平均反应速率为_____，该温度下的平衡常数为_____，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.使用合适的催化剂　　　　 c.充入He　　 d.按原比例再充入CO2和H2

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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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