CO2 可用于合成多种化工原料。用 CO2 生产绿色燃料甲醇时发生反应A： CO2(g)＋...

CO2 可用于合成多种化工原料。用 CO2 生产绿色燃料甲醇时发生反应A： CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　　 ΔH1

(1)反应 A 的平衡常数表达式是_____。在恒温恒容的密闭容器中进行该反应，下列说法正确的是_____(填字母)。

A.反应达到平衡时，容器的总压强不再改变

B.加入合适的催化剂，可以提高 CO2 的转化率

C.将初始投料增加 1 倍，可以提高CO2 的转化率

D.充入一定量的He 气，可以提高CO2 的转化率

(2)在体积为 1 L 的恒容密闭容器中发生反应 A，如图是在三种投料，即[n(CO2)，n(H2)]分别为：[1mol，3mol]、[1mol，4mol]、[1mol，6mol]下，反应温度对 CO2 平衡转化率影响的曲线。

① 反应 A 的ΔH1_____0(填“>”或“<”)。

② 曲线 c 对应的投料是_____。

③ T1℃时，曲线c 对应的化学平衡常数_____1(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(3)在一定条件下，利用 CO2 合成 CH3OH 的反应过程中会有副反应：CO2(g) + H2(g)⇌CO(g) + H2O(g)。压强一定时，将初始投料比一定的 CO2 和H2 按一定流速通过催化剂甲，经过相同时间(反应均未达到平衡)时，温度对 CH3OH、CO 的产率影响如图 1 所示，温度对 CO2 的转化率影响如图 2 所示。

由图像可知，升高温度，CO2的实际转化率提高而甲醇的产率降低，其原因是_____。

(4)以 CO2 和 H2O 为原料合成 CH4，可以借助氮化镓(GaN)与 Cu 组成的人工光合系统， 装置如图所示。

① GaN 电极上的电极反应式是_____。

② 当有 0.4mol 电子转移时，铜电极上生成的CH4在标准状况下的体积是_____L。

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甲醇（CH3OH）和二甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效等优良的性能。

（1）CO2可用于合成二甲醚（CH3OCH3）,有关反应的热化学方程式如下：

CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)　 ΔH = -49.0kJ·mol-1,

2CH3OH(g) = CH3OCH3(g)+ H2O(g)　　 ΔH =-23.5kJ·mol-1,

则CO2与H2反应合成二甲醚的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）若反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)在某温度下的化学平衡常数为400，此温度下，在密闭容器中加入一定量甲醇，反应进行到某时刻，测得各物质的浓度如表所示：

①写出该反应的平衡常数表达式：K=　　　　　　　　　　 。

②比较该时刻正、逆反应速率的大小：v（正）　　　 v（逆）（填“>”、“<”或“=”）

③若加入甲醇后经 10 min 反应达到平衡，则平衡后c（CH3OH）=　　　　　　　 ，该时间内反应速率v（CH3OCH3）=　　　　　　　　 。

（3）工业上合成甲醇的反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 ΔH =-90.8kJ·mol-1，若在温度相同、容积均为2L的3个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时如下：

①下列不能说明该反应在恒温恒容条件下已达化学平衡状态的是　　　　　　 。

A.　 v正（H2）= 2v逆（CH3OH）　 B. n(CO)﹕n(H2)﹕n(CH3OH)=1﹕2 : 1

C. 混合气体的密度不变　　　　 D. 混合气体的平均相对分子质量不变

E. 容器的压强不变

②下列说法正确的是　　　　　　 。

A. c1= c2　　　　 B. Q1= Q2　　　 C. K1= K2　　　　 D. α2+α3 < 100%

③如图表示该反应的反应速率v和时间t的关系图：

各阶段的平衡常数如下表所示：

K4、K5、K6、K7之间的关系为　　　　　　 （填“>”、“<”或“=”）。反应物的转化率最大的一段时间是　　　　　　 。

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二氧化碳是用途非常广泛的化工基础原料，回答下列问题：

(1)工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。已知：

CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(l) + H2O(l)　 ΔH1 = -131.0 kJ·mol−1

H2(g) +O2(g) = H2O(l)　　 ΔH2 = -285.8 kJ·mol−1

则CH3OH的燃烧热ΔH =________________。

(2)在催化剂作用下，CO2和CH4可以直接转化为乙酸：CO2(g) + CH4(g)CH3COOH(g)　 ΔH = +36.0 kJ·mol−1

欲使乙酸的平衡产率提高，应采取的措施是__________(填标号)。

A.升高温度　　　　　 B.降低温度　　 C.增大压强　　　　　 D.降低压强

(3)高温下，CO2与足量的碳在密闭容器中实现反应：C(s) + CO2(g)2CO(g)。

① 该反应的平衡常数表达式K =_____________。

② 向容积为1 L的恒容容器中加入足量的碳和0.2 mol CO2，在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示。则该反应为__________(填“放热”或“吸热”)反应。某温度下，若向该平衡体系中再通入0.2 mol　 CO2，达到新平衡后，体系中CO的百分含量______________(填“变大”或“变小”或“不变”，下同)，平衡常数__________。

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已知CO₂可以生产绿色燃料甲醇。CO₂(g) ＋ 3H₂(g) CH₃OH(g)  +  H₂O(g) ΔH＝－187.4 kJ/mol。300⁰C时的恒容密闭容器中，当C(CO₂) = 1.00 mol.L^-1 C(H₂) =" 1.60" mol.L^-1开始反应，结果如右图所示，回答下列问题：

(1)使用催化剂I时，反应在10小时内的平均反应速率：V(H₂)= ______mol.(L.h)^-1。

(2)下列叙述正确的是______。（双选）

A.当容器内气体的密度不再改变时，反应不一定达到平衡状态

B.充入氩气増大压强有利于提髙CO₂的转化率

C.CO₂平衡转化率：在上述反应条件下，催化剂II比催化剂I高

D.催化效率：在上述反应条件下，催化剂II比催化剂I高

(3)根椐图中数据，计算此反应在300⁰C时的平衡常数。（写出计箅过程）

(4)将上述平衡体系升温至400°C, 平衡常数_：K(400⁰C) ______ K(300⁰C) (填<、=或> )。

(5)其它条件不变，若上述反应在催化剂Ⅱ，400°C下达到平衡，请在上图画出CO₂转化率随时间变化图。

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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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（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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（题文）甲醇是重要的化工原料，CO和CO2均可用于合成甲醇。用CO2来生产甲醇的反应方程式为：CO2(g)+3H2(g)＝CH3OH(g)+H2O(g)　 △H1

（1）已知：

2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)　　　 △H2

2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)　　　 △H3

则CO(g)+ 2H2(g)＝CH3OH(g)　 △H4＝_______

（2）由CO合成甲醇时，CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。P点和Q点的平衡常数的大小KP____ KQ (填“大于”、“小于”或“等于”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是________________。

（3）一定温度下，向2 L密闭容器中加入1 mol CH3OH(g)，发生反应CH3OH(g) ＝CO(g)+ 2H2(g)，CO的体积分数随时间的变化如图所示。

①反应达到平衡状态的标志是___________。

A．气体的密度不变　　　

B．气体的压强保持不变

C．υ正（CH3OH）=2υ正(H2)　

D．υ正(H2)=2υ逆（CO）

②该温度下，CO(g)+ 2H2(g)＝CH3OH(g)的平衡常数K=_________。

③若在t1时刻再加入1mol CH3OH(g)，在t2 时刻重新达到平衡，请在图上画出CO的体积分数随时间变化的曲线（不要求计算具体数值，画出变化的趋势和范围即可）_______。

（4）以CH3OH为燃料(以KOH溶液作电解质溶液)可制成CH3OH燃料电池。负极的电极反应式为_________________________。

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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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