CO2的减排已经引起国际社会的广泛关注，近日我国科学家实现了CO2高选择性、高稳定性加氢合...

CO2的减排已经引起国际社会的广泛关注，近日我国科学家实现了CO2高选择性、高稳定性加氢合成甲醇（CH3OH）。回答下列问题：

(1)CH3OH的摩尔质量是__g∙mol-1。

(2)2molH2O中所含原子的物质的量为__mol。

(3)__g的氢气中所含H原子的数目与1molCH3OH相同。

(4)含0.1NA个O的CO2中有__个电子，标况下该CO2的体积为__L。

高二化学计算题中等难度题查看答案及解析

CO2的减排已经引起国际社会的广泛关注，近日我国科学家实现了CO2高选择性、高稳定性加氢合成甲醇（CH3OH）。回答下列问题：

(1)CH3OH的摩尔质量是__g∙mol-1。

(2)2molH2O中所含原子的物质的量为__mol。

(3)__g的氢气中所含H原子的数目与1molCH3OH相同。

(4)含0.1NA个O的CO2中有__个电子，标况下该CO2的体积为__L。

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近年来，由CO₂催化加氢合成甲醇的相关研究受到越来越多的关注。该方法既可解决CO₂废气的利用问题，又可开发生产甲醇的新途径，具有良好的应用前景。已知4.4 g CO₂气体与H₂经催化加氢生成CH₃OH气体和水蒸气时放出4.95 kJ的能量。

(1)该反应的热化学方程式为：__________________________________________.

(2)在270℃、8 MPa和适当催化剂的条件下，CO₂的转化率达到22%，则4.48 m³(已折合为标准状况)的CO₂在合成CH₃OH气体过程中能放出热量________ kJ.

(3)又已知H₂O(g)===H₂O(l)　ΔH＝－44 kJ/mol，则CO₂气体与H₂气体反应生成CH₃OH气体16g和液态水时放出热量为________kJ．

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人类活动产生的CO2长期积累，威胁到生态环境，其减排问题受到全世界关注。CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇（CH3OH）等产生，工业上利用该反应合成甲醇。

已知：25℃，101kPa下：H2（g）+ 1/2O2（g）═H2O（g）△H1=-242kJ/mol

CH3OH（g）+ 3/2O2（g）═CO2 （g）+2H2O（g）△H2=-676kJ/mol

（1）写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式______________________；

（2）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下图所示：

①电池外电路电子的流动方向为__________________（填写“从A到B”或“从B到A”）。

②工作结束后，B电极室溶液的酸性与工作前相比将_________（填写“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计）。

③A电极附近甲醇发生的电极反应式为______________ ；

（3）已知反应2CH3OH(g)CH3OCH3(二甲醚)(g)+H2O(g)，温度T1时平衡常数为400，此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

①比较此时正、逆反应速率的大小：V正_________ V逆（填“＞”“＜”或“=”）。

②若加入CH3OH后，经10min反应达到平衡，此时C（CH3OH）= ______；该时间内反应速率V（CH3OH）=_____。

（4）一定条件下CO和H2也可以制备二甲醚，将amolCO与3amolH2充入一固定体积的密闭容器中，发生反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(二甲醚) (g)+CO2(g) △H<0，要提高CO的转化率，可以采取的措施是_______（填字母代号）

a．分离出二甲醚　　 b．加入催化剂　 c．充入He，使体系压强增大　 d．增加CO的浓度

e．再充入1molCO和3molH2

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CO2加氢合成甲醇的技术，对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义，发生的主要反应如下：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

回答下列问题：

（1）已知：H2和CH3OH的燃烧热分别为-285.8kJ·mol-1，-726.51kJ·mol-1；以及H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-1；则该反应的△H=________________；

（2）该反应的平衡常数表达式为________________；

（3）在350℃时，体积为0.5L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2发生上述反应，测定出CH3OH的体积分数随时间变化的曲线如图所示：

①能判断该反应达到化学平衡状态的依据是__________________；

A．容器内压强不变　　　　　 B．H2的体积分数不变　　　　 C．c(CH3OH)=c(H2O)　 D．容器内密度不变

②氢气在0~10min的平衡反应速率v(H2)=_________________________；

③在右图中标出400℃时CH3OH的体积分数随时间变化的曲线。

（4）科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料用于军事目的。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向另一个电极通入空气。试回答下列问题：

①这种电池放电时，b处通入______________，发生的电极反应方程式是_____________________。

②若电解液中的3molH+通过质子交换膜，则消耗甲醇__________L(标准状况)。

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2015年11月30日第21届联合国气候大会在巴黎召开，会议的一项主题是温室气体减排。如图是科学家正在研发的实现CO2和H2合成甲醇的燃烧电池。下列叙述正确的是

A. 乙槽中反应生成水

B. 甲槽中的电极反应式为：CO2+6e-+5H2O=CH3OH+6OH-

C. 质子从乙槽通过质子交换膜进入甲槽

D. 放电过程中，乙槽的电极附近溶液的pH升高

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CO2的固定和利用对降低温室气体排放具有重要作用，CO2加氢合成甲醇不仅可以有效缓解减排压力,而且还是CO2综合利用的一条新途径。CO2和H2在催化剂作用下能发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。测得甲醇的理论产率与反应温度、压强的关系如图所示。

（1）下列措施能使CO2的转化率提高的是__。

A. 增大压强　　 B.升高温度　　C.增大投料比　　D.加入更高效的催化剂

（2）在220℃、5.0MPa时，CO2、H2的转化率之比为______。

（3）将温度从220℃降低至160℃，压强从5.0MPa减小至3.0MPa，化学反应速率将___(填“增大”“减小”或“不变”,下同),CO2的转化率将____。

（4）200℃时,将0.100 mol CO2和0.275 mol H2充入1 L密闭容器中,在催化剂作用下反应达到平衡。若CO2的转化率为25%,则此温度下该反应的平衡常数K=___ 。

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（共14分）实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO₂转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：

CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol^-1)的变化：

（1）关于该反应的下列说法中，正确的是____________(填字母)。

A．DH＞0，DS＞0   B．DH＞0，DS＜0   C．DH＜0，DS＜0    D．DH＜0，DS＞0

（2）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。

①从反应开始到平衡，CH₃OH的平均反应速率v(CH₃OH) ＝________ mol·(L·min)^-1；

H₂的转化率w(H₂) =________

②该反应的平衡常数表达式K＝ ________________

③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________ (填字母)。

A．升高温度                B．将CH₃OH(g)及时液化抽出

C．选择高效催化剂          D．再充入l molCO₂和3 molH₂

（3）25℃，1.01×10⁵Pa时，16g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3kJ的热量，写出表示CH₃OH燃烧热的热化学方程式：________

（4）选用合适的合金为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，此电池的负极电极反应式________

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（12分）实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化：

（1）关于该反应的下列说法中，正确的是____________(填字母)。

A．△H＞0，△S＞0　　 　 B．△H＞0，△S＜0

C．△H＜0，△S＜0　　 　 D．△H＜0，△S＞0

（2）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO2和4mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。

①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2) ＝　　　　　　　　　　　 ；H2的转化率w(H2) =　　　　　　 。

②该反应的平衡常数表达式K＝　　　　　　　　　　　 。

③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是　　　　　　　　　　　 (填字母)。

A．升高温度

B．将CH3OH(g)及时液化抽出

C．选择高效催化剂

D．再充入l molCO2和4 molH2

（3）25℃，1.01×105Pa时，16g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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