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...

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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（1）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H2 ③CO2(g) + H2(g) CO(g)+H2O(g) △H3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）燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，CH3OH—空气燃料电池是一种碱性（20%—30%的KOH溶液）燃料电池。电池放电时，负极的电极反应式为___________.正极的电极反应式为________________.

（3）下图是一个电解过程示意图，假设使用CH3OH—空气燃料电池作为本过程中的电源，其中a为电解液，X和Y是两块电极板。

①若X为铁，Y为银，a为一定浓度的硝酸银溶液，通电后，Y极板上发生的电极反应式为：_____。

②若X、Y分别为石墨和铜，a为CuSO4溶液，铜片的质量变化128g，则 CH3OH一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气_______L（假设空气中氧气体积分数为20%）。

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

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　 △H1

②CO2(g)+3H2(g)CH 3OH(g)+H2O(g)　　 △H2

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　　 △H3

已知反应①中相关的化学键键能数据如下：

回答下列问题：

（1）CH3OH中氧在周期表中位于___，属于___区元素，与其同周期相邻两种元素原子的第一电离能由大到小的顺序为___（用元素符号表示），其原因是___。

（2）写出CH3OH的结构式___；反应①的热化学方程式(热量用具体数值表示)___。

（3）当△H2=-58kJ mol-1，则△H3=__kJ mol-1。

（4）CO和H2的混合气体又称水煤气，可由水和煤在一定条件下产生，写出该反应的化学方程式___。

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（14分）甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。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中的相关的化学键键能数据如下：

由此计算△H1＝　 kJ·mol-1，已知△H2＝-58kJ·mol-1，则△H3＝　 kJ·mol-1。

（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为　　　　　　 ；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为　　　　　　 （填曲线标记字母），其判断理由是　　　　　　　　　　　 。

（3）合成气的组成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2所示。α（CO）值随温度升高而　　　　 （填“增大”或“减小”），其原因是　　　　 。图2中的压强由大到小为_____，其判断理由是_____。

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甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。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

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中的相关的化学键键能数据如下：

由此计算ΔH1=______。已知ΔH2=－58 kJ•mol-1，则ΔH3=______。

已知：CO中的化学键是C≡O，CH3OH的结构式为。

（2）已知下列热化学方程式：

①CH3COOH(l)+2O2(g)＝2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=―870.3 kJ·mol－1；

②C(s)+O2(g)＝CO2(g) ΔH2=―393.5 kJ·mol－1；

③H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(l) ΔH3=―285.8 kJ·mol－1。

则反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)＝CH3COOH(l)的ΔH=______kJ·mol－1。

（3）中国科学院长春应用化学研究所在甲醇（CH3OH）燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。

①该电池工作时，b口通入的物质为___。

②该电池正极的电极反应式为______________。

③工作一段时间后,当12.8 g甲醇完全反应生成CO2时，有____NA个电子转移。

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甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。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) 　　　　　　　　　　 △H1

②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　　　　 △H2

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 　　　　　　　　 △H3

（1）已知相关的化学键键能数据如下：

由此计算△H1=______kJ·mol－1（用数值表示），则△H3=______kJ·mol－1（用△H1和△H2表示）。

（2）向恒温、恒容密闭容器中充入一定量的CO(g)和H2(g)进行①反应，下列能说明反应达到平衡状态的是_____（填编号，下同）。

a．体系压强保持不变　　　　　　　　　　　　　　　　

b．v正(CO) = v逆(H2)

c．CO与CH3OH的物质的量之比保持不变

d．每消耗1molCO的同时生成1molCH3OH　　　　

e．混合气体的密度保持不变

（3）向同温、同体积的甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入气体进行①反应。甲容器：2mol H2和1molCO；乙容器：1mol H2和0.5mol CO；丙容器：1mol CH3OH。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系正确的是________。

a．转化率：甲>乙　　　　　　　　　　 　　 b．反应放出的热量数值Q：Q甲 = 2Q乙

c．CO的质量m：m甲= m丙> 2m乙 d．容器内压强P：P甲=P丙<2P乙

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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，发生的主要反应如下：

①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　　 ΔH1＝－99kJ·mol－1

②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 ΔH2＝－58 kJ·mol－1

③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　　 ΔH3

（1）ΔH3＝__kJ·mol－1。

（2）在容积为2L的密闭容器中，充入一定量CO2和H2合成甲醇(上述②反应)，在其他条件不变时，温度T1、T2对反应的影响如图所示。

①温度为T1时，从反应到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝__mol·L-1·min-1。

②图示的温度T1__T2（填写“＞”、“＜”或“=”）。

（3）T1温度时，将2molCO2和6molH2充入2L密闭容器中，充分反应(上述②反应)达到平衡后，若CO2转化率为50%，此时容器内的压强与起始压强之比为__，其平衡常数的数值为__。

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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，发生的主反应如下：

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=—99kJ.mol-1，

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

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3

回答下列问题：

（1）写出CO2的结构式__________。

（2）由上述数据计算出△H3=kJ.mol-1

（3）在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，温度T1、T2对反应的影响，下列正确的是__________(填序号)

①温度为T1时，从反应到平衡，生成甲醇的平均速率为:v(CH3OH)=nA/tAmol/(L·min)

②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小

③当生成1mol甲醇的同时，生成1molCO2，说明反应达到平衡

④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时n(H2)与n(CH3OH)比值增大

（4）在T1温度时，将2molCO2和6molH2充入一密闭恒容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为50%，，则容器内的压强与起始压强之比为__________；该温度条件下，反应平衡常数为__________(计算出结果)

（5）在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为硫酸性，负极的电极反应式为__________。

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