甲醇（CH3OH）是应用广泛的化工原料和前景乐观的燃料。I.一定条件下，在5L密闭容器中充...

甲醇（CH3OH）是应用广泛的化工原料和前景乐观的燃料。

I.一定条件下，在5L密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，发生反应:xCO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）。测得CO2（g）和CH3OH（g）的物质的量随时间变化如图所示。

（1）x=_______；0~3min内H2的平均反应速率v（H2）=________mol/（L·min）。

（2）下列措施能提高正反应速率的是_______ （填正确答案的字母）。

A 降低温度　　 B 增加CO2的量　　 C 使用催化剂　　 D 及时分离出甲醇

II.甲醇燃料电池可使甲醇作燃料时的能量转化更高效，某种甲醇然料电池的工作原理如图所示，其电极反应如下：2CH3OH+2H2O-12e- =12H+ 2CO2　　 3O2+12H++12e-=6H2O

（3）该装置的负极是电极______ （填“A”或“B”）；c处通入的物质是________ （ 填“CH3OH”或“O2”）。

（4）甲醇燃料电池供电时的总反应方程式为______

（5）当该装置消耗0.2 mol甲醇时，转移电子的数目为_______；若这部分电子全部用于电解水，理论上可产生氢气__________L（标准状况）

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回收利用CO2是环境科学研究的热点课题，是减轻温室效应危害的重要途径 。

(1)工业上，利用天然气与二氧化碳反应制备合成气(CO和H2)，化学方程式为CO2(g) +CH4(g)=2CO( g) +2H2O(g)，上述反应的能量变化如图1所示，该反应是____(填“吸热反应”或“ 放热反应"”)。

(2)工业上用CO2生产甲醇(CH3OH)燃料，可以将CO2变废为宝。在体积为IL的密闭容器中，充入l molCO2和4mo1H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。

①从反应开始到平衡，用CH3OH 表示的平均反应速率为 ______。

②若反应CO2(g) +3H2 (g) = CH3OH (g) +H2O(g)在四种不同情况下的反应速率分别为：

A．v(H2) =0.01 mol•L-1 •s-1 B．v(CO2) =0.15 mol•L-1 •s-1

C．v(CH3OH)=0.3 mol•L-1 •min-1 D．v(H2O)=0.45 mol•L-1 •min-1

该反应进行由慢到快的顺序为_______(填字母)。

③下列描述能说明反应达到最大限度的是_____(填字母)

A．混合气体的密度保持不变

B．混合气体中CH3OH 的体积分数约为21.4%

C．混合气体的总质量保持不变

D．H2、CH3OH的生成速率之比为3:1

(3)甲醇(CH3OH )是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景。以甲醇、氧气和KOH溶液为原料，石墨为电极制造新型手机电池，氧气在___极反应；电极反应式为______。

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工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化图。

请回答下列问题

（1）在“图1”中，曲线______（填a或b）表示使用了催化剂；该反应属于_____________（填吸热、放热）反应。

（2）从反应开始到建立平衡， v(H2)=________；反应达到化学平衡时，下列有关叙述正确的是______　　 。

a.容器内气体压强保持不变　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

b.反应放热182 kJ

c.若升温，该反应的v(正)增大，v(逆)减小　　　　

d.若向容器内通入少量氢气，则此时v(正)>v(逆)

（3）甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，该燃料电池的电池反应式为：2CH3OH(l)＋ 3O2(g)==2CO2(g)＋4 H2O(l)。其工作原理示意图如下：

①上图的出入口通入或排出的物质名称（或化学式）b________ ，a_____________.

②负极的电极反应式为_____________________________________。电池中放电过程中负极附近溶液的pH将_____________(填“下降”、“上升”或“不变”)；

(4)、最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2－离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷代表汽油。该电池的正极反应式___________________________。该电池的负极反应式__________________________________。放电时固体电解质里的O2－离子的移动方向是向_________________极移动(填“正”或“负”)。

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工业上用CO生产燃料甲醇。一定温度和容积条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图1表示反应中的能量变化；图2表示一定温度下，在体积为1L的密闭容器中加入2mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。

请回答下列问题：

（1）在“图1”中，曲线_________(填“a”或“b”)表示使用了催化剂；没有使用催化剂时，在该温度和压强条件下反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H=_____________。

（2）下列说法正确的是__________。

A．起始充入的CO的物质的量为1mol

B．增加CO的浓度，H2的转化率会增大

C．容器中压强恒定时，反应达到平衡状态

（3）从反应开始到建立平衡，v(CO)=____________；达到平衡时，c(H2)=_________，该温度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化学平衡常数为______________。达到平衡后若保持其它条件不变，将容器体积压缩为0.5L，则平衡___________移动 (填“正向”、“逆向”或“不”)（4）已知CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－193kJ/mol。又知H2O(l)= H2O(g)ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式___________________________________________________。

(5)已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol－1)：P—P：198，Cl—Cl ：243，P—Cl：331。

则反应P4(白磷，s)＋6Cl2(g)4PCl3(s)的反应热ΔH＝____________________。

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工业上用CO生产燃料甲醇。一定温度和容积条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图1表示反应中的能量变化；图2表示一定温度下，在体积为1L的密闭容器中加入2mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。

请回答下列问题：

（1）在“图1”中，曲线_______(填“a”或“b”)表示使用了催化剂；没有使用催化剂时，在该温度和压强条件下反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H=_________。

（2）从反应开始到建立平衡，v(CO)=________；达到平衡时，该温度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化学平衡常数为______________。达到平衡后若保持其它条件不变，将容器体积压　 缩为0.5L，则平衡___________移动 (填“正向”、“逆向”或“不”)。

（3）已知CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－193kJ/mol。又知H2O(l)= H2O(g)；ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式____________。

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目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，图甲表示该反应过程中能量的变化。

(1)在固定容积的密闭容器内，下列能说明该反应已经达到平衡状态的是______。

A．单位时间内生成n mol CO2的同时生成 3n molH2

B．容器内气体压强保持不变

C．v逆(CO2)＝v正(CH3OH)

D．1mol CH3OH中H—O键断裂的同时2mol C=O键断裂

E．混合气体的密度不再改变的状态

F．混合气体的平均相对分子质量不变

(2)在体积为1 L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图乙所示。从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)＝_______。容器内平衡时与起始时的压强之比为________。平衡时 CO2的转化率为________，平衡时CH3OH的体积分数为__________。

(3)下图是科学家正在研发的，以实现上述反应[CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)]在常温常压下进行的装置。写出甲槽的电极反应式：_____________________。

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已知：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）　　 △H=－49.0kJ·mol－1一定条件下，向体积为1L的密闭容器中充入lmolCO2和3mo1H2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化曲线如图所示。下列叙述中正确的是

A．升高温度平衡常数K增大

B．反应达到平衡状态时，CO2的平衡转化率为75%

C．3min时，用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率

D．从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v（H2）=0.075 mol·L－1·min－1

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甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。

(1)工业上一般以CO和H2为原料在密闭容器中合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝－90.8 kJ·mol－1。在容积为1 L的恒容容器中，分别研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系，则曲线Z对应的温度是________；该温度下上述反应的化学平衡常数为________；

(2)下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。

I.甲中负极的电极反应式为_________　　　　　　 _______

II．乙中反应的化学方程式为______　　　　　　　　　 __　　　　　　 ________；A极析出的气体在标准状况下的体积为________________。

III．丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如下图，则图中②线表示的是________的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要________ mL 5.0 mol·L－1 NaOH溶液。

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甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：

CH3OH(g)＋H2O(g) CO2(g)＋3H2(g)　 ΔH>0

（1）一定条件下，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CH3OH(g)和3 mol H2O(g)，20 s后，测得混合气体的压强是反应前的1.2倍，则用甲醇表示该反应的速率为________。

（2）判断（1）中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号)________。

①v正(CH3OH)＝v正(CO2)

②混合气体的密度不变

③混合气体的平均相对分子质量不变

④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化

（3）下图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)，向B容器中充入1.2 mol CH3OH(g)和2.4 mol H2O(g)，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为a L。试回答：

①反应达到平衡时容器B的体积为1.5a L，容器B中CH3OH的转化率为________；A、B两容器中H2O(g)的体积百分含量的大小关系为：B________A(填“>”“<”或“＝”)。

②若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为________L(连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响)。

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