纳米钴（Co）是加氢反应的催化剂，500K时催化反应：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)...

纳米钴（Co）加氢反应的催化剂，500K时催化反应：CO(g)＋3H2(g ) CH4(g)＋H2O(g) △H<0。有关说法正确的是

A．纳米技术的应用，提高了催化剂的催化性能，但平衡常数不变

B．缩小容器体积，平衡向正反应方向移动CO的浓度减小

C．温度越低，越有利于CO催化加氢

D．从平衡体系中分H2O(g)能加快正反应速率

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纳米钴（Co）是加氢反应的催化剂，500K时催化反应：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g) △H<0。有关说法正确的是

A．纳米技术的应用，提高了催化剂的催化性能，但平衡常数不变

B．缩小容器体积，平衡向正反应方向移动CO的浓度减小

C．温度越低，越有利于CO催化加氢

D．从平衡体系中分H2O(g)能加快正反应速率

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纳米钴常用于CO加氢反应的催化剂：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)　 ΔH＜0。下列说法正确的是(　　 )

A.纳米技术的应用，优化了催化剂的性能，提高了反应的转化率

B.缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO的浓度增大

C.从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正反应速率

D.工业生产中采用高温条件下进行，其目的是提高CO的平衡转化率

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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

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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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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________。

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（10分）请回答下列问题：

（1）CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4＋H2O(g) CO＋3H2，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：

①该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应

②T ℃时，向1 L密闭容器中投入1 mol CH4和1 mol H2O(g)，5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时c(CH4)＝0.5 mol·L－1，计算该温度下CH4＋H2O(g)CO＋3H2的平衡常数K＝______，该温度下达到平衡时H2的平均生成速率为_______________

（2）常温下，取pH＝2的盐酸和醋酸各100 mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化如图所示。则图中表示醋酸pH变化曲线的是________(填“A”或“B”)。设盐酸中加入的Zn粒质量为m1，醋酸中加入的Zn粒质量为m2。则m1________m2(填“<”、“＝”或“>”)。

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合金ThNi5可催化反应CO（g）+3H2（g）=CH4（g）+H2O（g），在一定温度下，反应过程中有无催化剂的能量变化如图。下列叙述正确的是

A.使用催化剂时反应的速率主要决定于第②步

B.缩小体积可加快该反应速率，是因为增大了活化分子百分数

C.使用催化剂降低反应的焓变，降低温度有利于产物的生成

D.升高温度，平衡常数减小

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[2017新课标Ⅲ]研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：

（1）Co基态原子核外电子排布式为_____________。元素Mn与O中，第一电离能较大的是_________，基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。

（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。

（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_________________，原因是______________________________。

（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________。

（5）MgO具有NaCl型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm，则r(O2-)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a' =0.448 nm，则r(Mn2+)为________nm。

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研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：

（1）Co基态原子核外电子排布式为_____________。元素Mn与O中，第一电离能较大的是_________，基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。

（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。

（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_________________，原因是________________________________________________。

（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在_____。

（5）金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为___________________。六棱柱底边边长为a cm，高为b cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为_____________________________________g·cm－3（列出计算式）。

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