甲醇可以补充和部分替代石油燃料，缓解能源紧张。利用CO可以合成甲醇。（1）已知：CO(g)...

甲醇可以补充和部分替代石油燃料，缓解能源紧张。利用CO可以合成甲醇。

（1）已知：CO(g)+O(g)=CO2(g)　 △H1=－283.0kJ·mol－1

H2(g)+ O2(g)=H2O(l)　 △H2=－285.8kJ·mol－1

CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　 △H3=－764.5kJ·mol－1

则CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)　　 △H=__________kJ·mol－1

（2）甲图是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化情况。从反应开始到达平衡，用H2表示平均反应速率v(H2)=____________________。

（3）一定条件下，在容积为VL的密闭容器中充入amolCO与2amolH2合成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如乙图所示。

①P1__________P2（填“＞”、“＜”或“=”）

②该甲醇合成反应在A点的平衡常数K=__________（用a和V表示）

③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__________。（填写相应字母）

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

E．向体系中再充入amolCO与2amolH2

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工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、CO、SO2等气体，严重污染空气。对废气进行处理可实现绿色环保、废物利用。

Ⅰ.CO可用于合成甲醇

（1）已知CO、H2、CH3OH(g)的燃烧热△H分别为：-283.0kJ／mol、-285.8 kJ/mol、-764.5kJ/mol，则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H=________。

（2）将lmolCO和2molH2充入密闭容器中发生上述反应。其他条件相同时．CO的平衡转化率与压强（P）和温度（T）的关系如图所示。

① A、B两点CH3OH的质量分数ω（A）_____ω（B ）（填“>”、“<”或“=”）。

② C、D两点的逆反应速率：v(C)_____v(D)（同上）。

③ 200℃ 时，测得E点的容器容积为10L。该温度下，反应的平街常数K=_______；保持温度和容积不变，再向容器中充入lmolCO、lmolH2和xmolCH3OH时，若使v正＞v逆，则x的取值范围为________。

Ⅱ. CO2的综合利用

（3）CO2转化为甲醇有广泛应用前景。T℃时，在容积为lL的恒容密闭容器中，充入lmolCO2和3molH2,发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H<0，达到平衡状态,其它条件不变，下列措施中能使增大的是______（填选项字母）。

A．升高温度　　　　　　　　　 B．再充入1molCH3OH(g)和1molH2O(g)　　

C．加入催化剂　　　　　　　　 D．再充入一定量H2O

Ⅲ.（4）如图电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-。物质A的化学式为_____，阴极的电极反应式是_____________。

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CO2的固定和利用对降低温室气体排放具有重要作用，CO2加氢合成甲醇不仅可以有效缓解减排压力,而且还是CO2综合利用的一条新途径。CO2和H2在催化剂作用下能发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。测得甲醇的理论产率与反应温度、压强的关系如图所示。

（1）下列措施能使CO2的转化率提高的是__。

A. 增大压强　　 B.升高温度　　C.增大投料比　　D.加入更高效的催化剂

（2）在220℃、5.0MPa时，CO2、H2的转化率之比为______。

（3）将温度从220℃降低至160℃，压强从5.0MPa减小至3.0MPa，化学反应速率将___(填“增大”“减小”或“不变”,下同),CO2的转化率将____。

（4）200℃时,将0.100 mol CO2和0.275 mol H2充入1 L密闭容器中,在催化剂作用下反应达到平衡。若CO2的转化率为25%,则此温度下该反应的平衡常数K=___ 。

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天然气是一种清洁的化石燃料，也是引起温室效应的一种物质。天然气的综合利用对节能减排、高效利用能源、减少二氧化碳排放有重大意义。作为化工原料，合成甲醇是天然气综合利用的重要途径。

CH4(g)+ CO2(g) 2CO(g)+ 2H2(g)△H=+247.3 kJ·mol—1　 　①

CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　 △H=+206.2 kJ·mol—1　　 ②

Ⅰ、合成甲醇的主要反应为：2H2(g)+ CO(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ·mol—1　

(1)该反应熵变△S________0(填“＞、＝或＜”)，该反应在______(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。

(2)生产过程中，合成气要循环，其目的是：________________________________。

(3)T℃下此反应的平衡常数为160。某时刻测得各组分的浓度如下，比较此时正、逆反应速率的大小：υ(正)________υ(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)

(4)在恒温恒容条件下，充入一定量的H2和CO，发生上述反应，则该反应达到平衡状态的标志有（__________________）

A.混合气体的密度保持不变　　　 B.混合气体的总压强保持不变

C.甲醇的浓度保持不变　　　　　　 D.υ正(H2)= υ逆(CH3OH)

(5)在恒温恒容条件下，要提高反应2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g)中CO的转化率，可以采取的措施是（______________）

A.升温　　　　　　　　　　 B.加入催化剂　　　　　　 C.增加CO的浓度

D.增加H2的浓度　　　　 E.充入惰性气体　　　　　 F.分离出甲醇

Ⅱ、合成甲醇的另一反应为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　 △H＝－akJ·mol－1(a＞0)。

在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 molCO2和3mol H2，发生上述反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

(6)下列措施中能使n(CH3OH )/n(CO2 )增大的是______(填编号)。

A.升高温度　　

B.恒温恒容下充入He(g)

C.将H2O(g)从体系中分离　　

D.恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2

(7)经计算该温度下此反应的平衡常数K=0.20　 L2·mol—2。若改变条件_________(填选项)，可使K＝1。

A.增大压强　　 B.增大反应物浓度　　　　 C.降低温度　

D.升高温度　 E.加入催化剂

(8)10min内，用H2表示的该反应的化学反应速率为=_________mol·L—1·min—1

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甲醇是一种重要的可再生能源．

(1)利用二氧化碳合成甲醇来替代汽油。

已知：2CH3OH(l) +3O2(g)＝4H2O(l)+2CO2(g)　　 △H＝—1453.0 kJ／mol，2H2(g) + O2(g)＝2H2O(l)　　 △H＝—571.6 kJ／mol

计算CO2(g)+3H2(g) ＝CH3OH(l)+ H2O(l)的反应热△H＝___________ kJ／mol。

(2)下图是反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)中CO和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间(t)的变化曲线．从反应开始至达到平衡时，用H2表示的反应速率v(H2)=______________．

(3)在一恒容的密闭容器中充入1mol CO和2mol H2，发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H并达到平衡，CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化曲线如图所示．

①能判断该反应达到化学平衡状态的是_____(填选项字母)．

A．H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍

B．H2的体积分数不再改变　　

C．H2的转化率和CO的转化率相等

D．混合气体的平均相对分子质量不再改变

②比较平衡常数KA、KB、KC的大小：____________

(4)在容积均为V L的甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示，此时三个容器中一定处在化学平衡状态的是________(填“T1”或“T2” 或“T3”)；

(5)电化学在我们的生产生活中占有越来越重要的地位。

①燃料电池是一种绿色环保、高效的化学电源。图为甲醇燃料电池，则负极反应式为_____________。

②用甲醇燃料电池电解300mL饱和食盐水(惰性电极)，则电解的离子方程式为____________________，电解一段时间后，当溶液的pH值为13时，消耗O2的质量为_______g。(忽略溶液体积变化)

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甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，还可以作为燃料电池的原料。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) ΔH1 （已知：CO的结构与N2相似）

②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2

③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3

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ΔH1=______kJ·mol-1，已知ΔH2=-58kJ·mol-1，则ΔH3=_____kJ·mol-1。

(2)已知:

若甲醇的燃烧热为ΔH3，试用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示CO(g)+2H2(g) CH3OH(l)的ΔH=________。若ΔH1=-285.8 kJ·mol-1，ΔH2=+283.0 kJ·mol-1，某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为______。

(3)以CH4和H2O为原料，通过下列反应也可以制备甲醇。

Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)　　　　 ΔH=+206.0 kJ·mol-1

Ⅱ:CO(g)+2H2(g)= =CH3OH (g)ΔH=-129.0 kJ·mol-1

CH4(g)+H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为__________.

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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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能源是当今社会发展的三大支柱之一。有专家提出：如果能够利用太阳能使燃料燃烧产物，如 CO2、H2O、N2 等重新组合（如图），可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为（ ）

A.化学能 B.热能 C.生物能 D.电能

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能源是当今社会发展的三大支柱之一,有专家指出:如果对燃料燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能让它们重新组合,使之能够实现下图所示循环,那么不仅可以消除燃烧产物对大气的污染,还可以节约燃料,缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为(　 　)

A. 化学能　　 B. 热能　　 C. 生物质能　　 D. 电能

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二氧化碳在石油开采、人工降雨、消防、有机合成等领域有着广泛的应用。

(1)甲醇是重要的化工原料。利用合成气(CO、CO2、H2)在催化剂作用下合成甲醇，已知反应相关的化学键键能数据如下:

写出CO2和H2在催化剂作用下生成CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式________

(2)CH4超干重整CO2的催化转化原理示意图如图所示:

①过程Ⅰ,生成1molH2时吸收123.5kJ热量，其热化学方程式是_______

②过程Ⅱ,实现了含然物种与含碳物种的分离，生成H2O(g)的化学方程式是________

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