用 CO2 生产绿色燃料甲醇时发生反应 A：CO2(g)＋3H2(g)⇌ CH3OH(g)...

用 CO2 生产绿色燃料甲醇时发生反应 A：CO2(g)＋3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g)

(1)2CH3OH(g) + 3O2 (g)=2CO2(g) +4H2O(g)　　 △H= -1365.0kJ/mol

H2(g)+O2 (g) =H2O(g) △H= -241.8 kJ/mol

CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)的反应热△H=_________。(写出计算过程)

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

①曲线c对应的投料是_____。

②T1℃时，曲线a对应的化学平衡常数是_____。(写出计算过程，计算结果保留小数点后两位)。

③500℃时，反应A 的平衡常数K=2.5，T1℃_____500℃(填“高于”、“低于”或“等于”)。

(3)甲醇/过氧化氢燃料电池的工作原理示意图如下：

①d电极上发生的是_____(填“氧化”或“还原”)反应。

②物质b是_____(填化学式)。

③写出c电极的电极反应式_____。

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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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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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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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固定和利用CO₂，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO₂来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：CO₂(g) + 3H₂(g)  CH₃OH(g) +H₂O(g)

△H=-49.0 kJ·mol^-1。某科学实验将6 mol CO₂和8 mol H₂充入一容积为2 L的密闭容器中（温度保持不变），测得H₂的物质的量随时间变化如下图中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）

回答下列问题：

（1）该反应在0～8 min内CO₂的平均反应速率是________mol/(L•min)。

（2）该反应的平衡常数K=________。

（3）仅改变某一条件再进行实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比曲线Ⅰ改变的条件可能是________，曲线Ⅱ改变的条件可能是。若实线对应条件下平衡常数为K，曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为K₁，曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为K₂，则K、K₁和K₂的大小关系是

________

（4）根据化学反应速率与化学平衡理论，联系化工生产实际，你认为下列说法不正确的________

A．化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品

B．有效碰撞理论可指导怎样提高原料的转化率

C．勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品

D．催化剂的使用是提高产率的有效方法

E．正确利用化学反应速率和化学反应限度都可以提高化工生产的综合经济效益

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甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。

（1）工业上可用下列两种反应制备甲醇：

CO(g) + 2H₂(g)  CH₃OH(g)  ΔH₁

CO₂(g) ＋ 3H₂(g)  CH₃OH(g)  +  H₂O(g)  ΔH₂

已知：2H₂(g)+ O₂(g) ＝ 2H₂O(g)   ΔH₃。则2CO(g)＋O₂(g) ＝ 2CO₂(g) 的反应热

ΔH＝_____________（用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃表示）。

（2）生产甲醇的原料CO和H₂来源于：CH₄(g) + H₂O(g)  CO(g) + 3H₂(g)  ΔH₄。

一定条件下CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则ΔH₄______0，P_{1_________}P₂

（填“<”、“>”或“＝”）

（3）某实验小组设计如图b所示的甲醇燃料电池装置，工作一段时间后，溶液的PH________ (填增大、减小、不变)。负极的电极反应式为_______             ______。

（4）黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。粗铜电解得到精铜的的电解池中，阳极材料是________；阴极材料是________；

阳极泥为：________

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甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是

① CH₃OH(g) ＋ H₂O(g) ＝ CO₂(g) ＋ 3H₂(g)；△H＝＋49.0 kJ·mol^-1

② CH₃OH(g) ＋1/2O₂(g) ＝ CO₂(g) ＋ 2H₂(g)；△H＝－192.9 kJ·mol^-1

下列说法正确的是

A．CH₃OH的燃烧热为192.9 kJ·mol^-1

B．反应①中的能量变化可用如右图表示

C．CH₃OH转变成H₂的过程一定要吸收能量

D．根据②推知反应CH₃OH(l)＋1/2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂(g)的△H＞－192.9 kJ·mol^-1

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科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇：

( CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O )，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。

已知 H2(g)、 CO(g) 和 CH3OH(l) 的燃烧热△H分别为285.8 kJ·mol1、283.0 kJ·mol1和726.5kJ·mol1。请回答下列问题：

（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ

（2）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，考察温度对反应的影响，实验结果如图所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列说法正确的是________（填序号）

①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的

平均速率为v(CH3OH)= mol·L1·min1

②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小

③该反应为放热反应

④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时 增大

（3）在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为,则容器内的压强与起始压强之比为　　　　　　　　　　　　 ( 用  表示 )

（4）已知甲醇燃烧的化学方程式为2CH3OH +3O2 =2CO2 +4H2O ，在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为　　　　　　　　　　　　　 ，正极的反应式为　　　　　　　　　　　　　　

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目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇(CH3OH)。在一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。

(1)该反应为___(填吸热或放热)反应。

(2)在体积固定的密闭容器中，下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___(填序号)。

A.v(H2)=3v(CO2)

B.容器内气体压强保持不变

C.v逆(CO2)=v正(CH3OH)

D.容器内气体密度保持不变

E.2molC=O键断裂的同时CH3OH中有1molH—O键形成

F.混合气体的平均摩尔质量不变

(3)在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2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)=___。达平衡时容器内平衡时与起始时的压强比___。

(4)甲醇、氧气在一定条件下可构成如图3所示的燃料电池，其负极的电极反应为___，与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极物质时，甲醇燃料电池的理论放电量是铅蓄电池的___倍(保留小数点后1位)。

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在密闭容器中，5 mol H2与2 mol CO2发生反应：3H2(g)＋CO2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。反应达到平衡时，改变温度(T)和压强(p)，反应混合物中甲醇(CH3OH)的物质的量分数变化情况如下图所示。下列说法错误的是(　 )

A．P1>P2>P3>P4

B．若T1> T2> T3>T4，则该反应为放热反应

C．甲醇的物质的量分数越高，反应的平衡常数越大

D．缩小容积，可以提高CH3OH在混合物中的质量分数

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