CO2催化加氢合成CH4的过程中主要发生下列反应：①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)...

CO2催化加氢合成CH4的过程中主要发生下列反应：

①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　　 ΔH1=-802.0kJ·mol-1

②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　　 ΔH2=+41.2kJ·mol-1

③2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　　 ΔH3=-566.0kJ·mol-1

下列有关说法正确的是（　　 ）

A.CH4的燃烧热为802.0kJ·mol-1

B.反应②能自发进行的原因是ΔS＜0

C.使用催化剂是为了提高CO2加氢时原料的平衡转化率

D.反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的ΔH=-165.2kJ·mol-1

高二化学单选题中等难度题查看答案及解析

CO2资源化利用的方法之一是合成二甲醚（CH3OCH3）。

（1）CO2 催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应：

反应I： CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)　 ∆H= + 41.2 kJ·mol−1

反应II：2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)　 ∆H = －122.5 kJ·mol−1

其中，反应II分以下①、②两步完成，请写出反应①的热化学方程式：①___________

② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)　　 ∆H = －23.5 kJ·mol−1

（2）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。若电解质为碱性，二甲醚直接燃料电池的负极反应式为____________。以该电池为电源，用惰性电极电解饱和食盐水的化学方程式为________。

（3）反应I产生的CO，有人设想按下列反应除去：2CO(g) ＝ 2C(s) + O2(g)，已知该反应的∆H＞0，简述该设想能否实现的依据_____________。

（4）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，Ksp（CaCO3）=2.8×10−9。 CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10−5mol·L−1，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为________。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

Ⅰ.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：

①CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g)　 △H1；

②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 △H2

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　 △H3；

回答下列问题：

(1)已知△H2=-99 kJ·mol-1，则根据上表相关的化学键键能（“CO”表示CO的化学键）计算X=_______ kJ·mol-1。

(2)反应①、②、③对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为___________。

(3)根据化学反应原理，分析增大压强对反应③的影响为_______________。（提示：从对反应速率、平衡状态、转化率角度回答）

Ⅱ.清洁能源具有广阔的开发和应用前景，可减小污染解决雾霾问题，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。一定条件下用CO和H2合成CH3OH：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=-99kJ•mol-1。向体积为2L的密闭容器中充入2molCO和4molH2，测得不同温度下容器内的压强（P：kPa）随时间（min）的变化关系如图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：

①Ⅱ和Ⅰ相比，改变的反应条件是_________；

②反应Ⅰ在6min时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v（CH3OH）=_____；

③反应Ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K（Ⅱ）=_________；

④比较反应Ⅰ的温度（T1）和反应Ⅲ的温度（T3）的高低：T1_____T3（填“＞”“＜”“=”）

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

CO2和甲烷催化合成CO和H2是CO2资源化利用的有效途径。主要反应如下：

Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g）　 △H＝+247kJ/mol

（1）已知CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）　 △H＝+206 kJ/mol

写出CH4和水蒸气反应生成CO2的热化学方程式：___。

（2）在恒温、恒容的密闭容器中发生反应Ⅰ，下列选项能够说明反应Ⅰ达到平衡状态的是___。

A.混合气体的密度不变

B.混合气体的总压强不变

C.CH4、CO2、CO、H2的物质的量之比为1：1：2：2

D.2v正（H2）＝v逆（CH4）

E.混合气体的平均相对分子质量不变

（3）催化合成的温度通常维持在550﹣750℃之间，从反应速率角度分析其主要原因可能是___。

（4）将CH4与CO2各1mol充入某密闭容器中，发生反应Ⅰ。100kPa时，反应Ⅰ到达平衡时CO2的体积分数与温度的关系曲线如图所示。

①图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡CO2的体积分数，则___点对应的平衡常数最小，判断依据是___；___点对应的压强最大。

②300℃、100kPa下，该容器中反应Ⅰ经过40min达到平衡，计算反应在0﹣40 min内的平均反应速率为v（CO2）＝___mol/min（用分数表示）。

高二化学解答题中等难度题查看答案及解析

CO2和甲烷催化合成CO和H2是CO2资源化利用的有效途径。主要反应为

Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）　　　　 △H=+247kJ/mol

（1）已知CH4（g）+H2O（g）CO（g）+H2（g）　　　　 △H=+206kJ/mol

写出CH4和水蒸气反应生成CO2的热化学方程式_______________________________。

（2）在恒温、恒容的密闭容器中发生反应I，下列选项能够说明反应I达到平衡状态的是______。

A.混合气体的密度不变

B.混合气体的总压强不变

C.CH4、CO2、CO、H2的物质的量之比为1:1:2:2

D.3v正（H2）=v逆（CH4）

E.混合气体的平均相对分子质量不变

（3）将CH4与CO2各1mol充入某密闭容器中，发生反应I。100kPa时，反应I到达平衡时CO2的体积分数与温度的关系曲线如图所示。

①图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时CO2的体积分数，则______点对应的平衡常数最小，判断依据是______________________________；________点对应的压强最大。

②300℃，100kPa下，该容器中反应I经过40min达到平衡，计算反应在0-40min内的平均反应速率为v（CO2）=_________mol/min（结果保留两位有效数字）

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

（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%）。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

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___。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

二氧化碳加氢合成乙烯的反应如下:2CO2(g )+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)　　　 ΔH。

已知:①C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2　　　　 ΔH1=a kJ/mol；

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH2=bkJ/mol；

③H2O(1)=H2O(g) ΔH3=c kJ/mol；

请回答:

(1)ΔH=____kJ/mol。(用a、b、c 表示)

(2)在催化剂[Fe3(CO)12/ZSM-5]、空速1200 h-1 条件下，温度、压强、氢碳比[n(H2)/n(CO2)=x]对CO2平衡转化率及温度对催化效率影响如图1所示。

①下列有关说法正确的是________(填字母)。

A.ΔH>0

B.增大氢碳比，可以提高CO2的平衡转化率

C.温度低于300℃时，随温度升高乙烯的产率增大

D.平衡常数:K(M)>K(N)

E.为提高CO2的平衡转化率，工业生产中应在尽可能低的温度下合成乙烯

②M点时，CO2的平衡转化率为2/3，则此时平衡体系中乙烯的体积分数为_________。

③工业生产中压强一般控制在2.1~2.6 MPa之间，理由是____________________________。

(3)恒温(300℃)，在体积为1L的恒容容器中以n(H2)/n(CO2)=3的投料比加入反应物，至t1时达到平衡。t2时将容器体积瞬间扩大至2 L并保持不变，t3时重新达平衡。在图2中绘制0~t4时间段内，容器内混合气体的平均相对分子质量(M)随时间(t)变化的图像。_______

高二化学综合题困难题查看答案及解析

二氧化碳加氢合成乙烯的反应如下:2CO2(g )+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)　　　 ΔH。

已知:①C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2　　　　 ΔH1=a kJ/mol；

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH2=bkJ/mol；

③H2O(1)=H2O(g) ΔH3=c kJ/mol；

请回答:

(1)ΔH=____kJ/mol。(用a、b、c 表示)

(2)在催化剂[Fe3(CO)12/ZSM-5]、空速1200 h-1 条件下，温度、压强、氢碳比[n(H2)/n(CO2)=x]对CO2平衡转化率及温度对催化效率影响如图1所示。

①下列有关说法正确的是________(填字母)。

A.ΔH>0

B.增大氢碳比，可以提高CO2的平衡转化率

C.温度低于300℃时，随温度升高乙烯的产率增大

D.平衡常数:K(M)>K(N)

E.为提高CO2的平衡转化率，工业生产中应在尽可能低的温度下合成乙烯

②M点时，CO2的平衡转化率为2/3，则此时平衡体系中乙烯的体积分数为_________。

③工业生产中压强一般控制在2.1~2.6 MPa之间，理由是____________________________。

(3)恒温(300℃)，在体积为1L的恒容容器中以n(H2)/n(CO2)=3的投料比加入反应物，至t1时达到平衡。t2时将容器体积瞬间扩大至2 L并保持不变，t3时重新达平衡。在图2中绘制0~t4时间段内，容器内混合气体的平均相对分子质量(M)随时间(t)变化的图像。_______

高二化学综合题困难题查看答案及解析

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。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析