研究发现，在CO2低压合成甲醇的反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中，Co氧化物负...

[2017新课标Ⅲ]研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：

（1）Co基态原子核外电子排布式为_____________。元素Mn与O中，第一电离能较大的是_________，基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。

（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。

（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_________________，原因是______________________________。

（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________。

（5）MgO具有NaCl型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm，则r(O2-)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a' =0.448 nm，则r(Mn2+)为________nm。

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研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：

（1）Co基态原子核外电子排布式为_____________。元素Mn与O中，第一电离能较大的是_________，基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。

（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。

（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_________________，原因是________________________________________________。

（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在_____。

（5）金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为___________________。六棱柱底边边长为a cm，高为b cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为_____________________________________g·cm－3（列出计算式）。

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研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题:

(1)Co基态原子核外电子排布式为____。元素Mn与O中，电负性较大的是___，基态原子核外未成对电子数较多的是____。

(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为____和____。

(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为____。

(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在____。

高二化学填空题简单题查看答案及解析

研究发现，在CO2低压合成甲醇的反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，Mn(NO3)2是制备该催化剂的原料之一。

(1)Co基态原子核外电子排布式为__________。

(2)C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是_________，中，N原子的杂化方式为________，写出一种与互为等电子体的分子的化学式：__________。

(3)CO2分子中，σ键和π键的数目之比为________。

(4)H2O的沸点高于CO2的原因是__________。

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按要求完成下列问题：

(1)研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2 === CH3OH＋H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：

Co基态原子核外电子排布式为________，元素Mn与O中，第一电离能较大的是_____，基态原子核外未成对电子数较多的是________。

(2)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。

回答下列问题：

①氮原子的价电子排布图为_________。

②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是________；氮元素的E1呈现异常的原因是_______。

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二氧化碳与氢气催化合成甲醇，发生的反应为：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）

（1）已知：计算上述反应的△H=______________kJ·mol-1。

（2）一定条件下，将n(CO2):n(H2)=1:1的混合气充入恒温恒容密闭容器中，下列事实可以说明该反应已达平衡的是_______________（填选项字母）。

A．容器内气体密度保持不变　　　　 B．H2O(g)与CO2(g)的生成速率之比为1∶1

C．容器中压强保持不变　　　　　　 D．该反应的平衡常数保持不变

（3）一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入1.2molCO2和3.6molH2，在不同催化剂作用下的反应I、反应II与反应III，相同时间内CO2转化率随温度变化的数据如表所示，据表中数据绘制下右图：

（T5时，图中C点转化率为66.67%，即转化了2/3）

① 催化剂效果最佳的反应是________________（填“反应I”，“反应II”，“反应III”）。

② T3的b点v（正）______v（逆）（填 “>”， “<”， “=” ）。

③ T4的a点转化率比T5 的c点高的原因是____________________________。

④ 求温度为T5时，该反应的平衡常数K =_______。要求在答题卡相应空白处写出计算过程（结果保留三位有效数字）

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甲醇是重要的化工原料，利用合成气（CO、H2、CO2）在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：

① CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　 ΔH1＝-49.58 kJ/mol　　 K1

② CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　　　　　　  ΔH2＝-90.77 kJ/mol　　 K2

③ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　　　　  ΔH3　　  K3

（1）反应③的ΔH3＝________，化学平衡常数K3与K1、K2的代数关系是K3＝_____。

（2）要使反应②的速率和转化率都增大，需要改变的条件是___________。在5 MPa下，要提高反应②的转化率，可采取的措施有__________、_________（答两条）。

（3）若反应①在恒容密闭容器中进行，下列可以判断该反应达到平衡的是_______（填标号）。

A．v正(H2)＝v逆(CH3OH)　　　　　　  　　　 B．混合气压强不变

C．c(H2)与c(H2O)比值不变　　　　　　　　  D．混合气密度不变

（4）在一定温度和催化剂存在下，向1 L密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2发生反应①。当CO2的平衡转化率为50%时，产物甲醇的体积分数为________，该温度下，正反应的平衡常数K＝__________。若向容器中再充入0.5 mol H2和0.5 mol H2O(g)，其他条件不变时平衡_______移动（填“正向”“逆向”“不”）。

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甲醇是重要的化工原料，利用合成气（CO、H2、CO2）在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：

① CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　 ΔH1＝-49.58 kJ/mol　　 K1

② CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　　　　　　  ΔH2＝-90.77 kJ/mol　　 K2

③ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　　　　  ΔH3　　  K3

（1）反应③的ΔH3＝________，化学平衡常数K3与K1、K2的代数关系是K3＝_____。

（2）要使反应②的速率和转化率都增大，需要改变的条件是___________。在5 MPa下，要提高反应②的转化率，可采取的措施有__________、_________（答两条）。

（3）若反应①在恒容密闭容器中进行，下列可以判断该反应达到平衡的是_______（填标号）。

A．v正(H2)＝v逆(CH3OH)　　　　　　  　　　 B．混合气压强不变

C．c(H2)与c(H2O)比值不变　　　　　　　　  D．混合气密度不变

（4）在一定温度和催化剂存在下，向1 L密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2发生反应①。当CO2的平衡转化率为50%时，产物甲醇的体积分数为________，该温度下，正反应的平衡常数K＝__________。若向容器中再充入0.5 mol H2和0.5 mol H2O(g)，其他条件不变时平衡_______移动（填“正向”“逆向”“不”）。

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甲醇是重要的化工原料。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，可能发生的反应如下：

①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1

②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2

③CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)　ΔH3

回答下列问题：

(1)已知反应②中相关化学键键能数据如下：

由此计算ΔH2＝____kJ·mol－1。已知ΔH3＝＋99kJ·mol－1，则ΔH1＝____kJ·mol－1。

(2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。

①温度为470K时，图中P点____(填“是”或“不是”)处于平衡状态。在490K之前，甲醇产率随温度升高而增大，490K之后，甲醇产率随温度升高而减小的原因分别是____。

②一定能提高甲醇产率的措施是____。

A．增大压强　　 　　 B．升高温度　　 　　 C．选择合适催化剂　　 　　 D．加入大量催化剂

(3)如图为一定比例的CO2/H2，CO/H2、CO/CO2/H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。

①490K时，根据曲线a、c判断合成甲醇的反应机理是____(填“I”或“II”)。

Ⅰ．CO2 COCH3OH　　　　　 　　 II．COCO2CH3OH＋H2O

②490K时，曲线a与曲线b相比，CO的存在使甲醇生成速率增大，从热力学与动力学角度，并结合反应①、②分析原因____。

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Ⅰ.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：

①CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g)　 △H1；

②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 △H2

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　 △H3；

回答下列问题：

(1)已知△H2=-99 kJ·mol-1，则根据上表相关的化学键键能（“CO”表示CO的化学键）计算X=_______ kJ·mol-1。

(2)反应①、②、③对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为___________。

(3)根据化学反应原理，分析增大压强对反应③的影响为_______________。（提示：从对反应速率、平衡状态、转化率角度回答）

Ⅱ.清洁能源具有广阔的开发和应用前景，可减小污染解决雾霾问题，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。一定条件下用CO和H2合成CH3OH：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=-99kJ•mol-1。向体积为2L的密闭容器中充入2molCO和4molH2，测得不同温度下容器内的压强（P：kPa）随时间（min）的变化关系如图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：

①Ⅱ和Ⅰ相比，改变的反应条件是_________；

②反应Ⅰ在6min时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v（CH3OH）=_____；

③反应Ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K（Ⅱ）=_________；

④比较反应Ⅰ的温度（T1）和反应Ⅲ的温度（T3）的高低：T1_____T3（填“＞”“＜”“=”）

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