甲醇可作为燃料电池的原料．以CH4和H2O为原料，通过下列反应反应来制备甲醇．反应I：CH...

高二化学填空题中等难度题查看答案及解析

（1）甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。

I：CH4 ( g ) + H2O ( g )＝CO ( g ) + 3H2 ( g )　　 △H ＝+206．0 kJ·mol－1

II：CO ( g ) + 2H2 ( g )＝CH3OH ( g )　　　　 △H＝—129．0 kJ·mol－1

CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为　　　　　　　　　　　 。

（2）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用右图装置模拟上述过程：

①写出阳极电极反应式　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②写出除去甲醇的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）写出以NaHCO3溶液为介质的Al—空气原电池的电极负极反应式，负极:　　　　　　　　 。

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甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。

I： CH4(g)+H2O(g)＝CO(g) + 3H2(g) △H ＝+206.0 kJ·mol－1

II：CO(g)+2H2(g)＝CH3OH (g)　 △H ＝－129.0 kJ·mol－1

（1）CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为　　 　　　　　　　　 　　 。

（2）将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O ( g )通入容积为10 L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。

①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H2表示该反应的平均反应速率为　　　　　　　　 　　 。

②100℃时反应I的平衡常数为　　　　　　　　　　　　 　　　　 。

（3）在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下，将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇，平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是　　　　 　 　　　　 (填字母序号)。

A．c ( H2 )减少

B．正反应速率加快，逆反应速率减慢

C．CH3OH 的物质的量增加

D．重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小 E．平衡常数K增大

（4）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+ 做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用图装置模拟上述过程

①写出阳极电极反应式　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　 。

②请写出除去甲醇的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

高二化学简答题极难题查看答案及解析

甲醇是制造燃料电池的重要原料，工业上用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

（1）将2.0 molCH4和3.0molH2O(g)通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g)，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图。

①已知压强为p1，100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为_________。

②图中的p1_______ p2（填“＜”“＞”或“＝”），100℃时平衡常数为_______________。

③在其他条件不变的情况下降低温度，重新达到平衡时H2体积分数将________________（填“增大”“减小”或“不变”）

（2）在压强为0.1MPa条件下，将 amolCO与2 amolH2的混合气体在催化剂作用下能自发反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

①该反应的△H________0，△S_________0（填“＜”“＞”或“＝”）

②若容器容积不变，下列措施可提高H2转化率的是__________。

A.升高温度　　　　　　　　　　　　　　 B.将CH3OH(g)从体系中分离

C.再充入2 molCO和2molH2 D.充入He，使体系总压强增大

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（11分）甲醇可作电池的原料，也会造成环境污染。请根据有关反应回答问题。

（1）以CH4和H2O为原料，通过下列反应可制备甲醇。

①CH4(g)+H2O(g) ⇌CO(g)+3H2(g)　　 △H =+206.0 kJ·mol－1

②CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH (g)　　　　 △H=-129.0 kJ·mol－1

则CH4(g)+H2O(g) ⇌CH3OH (g)+H2(g)的△H=　　　　 kJ·mol－1。

（2）将1.0 mol CH4(g)和2.0 mol H2O(g)通入容积为10 L的容器，在一定条件下发生反应①，测得在一定压强下CH4的转化率与温度的关系如图。设100℃时达到平衡所需的时间为5 min，

则这时间段v(H2)=　　　 mol·L-1·min-1。

（3）在一定温度下，将一定量CO和H2充入密闭容器发生反应②。达到平衡后，若压缩容器体积至原来的，对平衡体系产生的影响是　　　 （填序号）。

①c ( H2 )减小　 ②CH3OH 的物质的量增加　　 ③新平衡时，减小，

④正反应速率加快，逆反应速率减慢　　 ⑤平衡常数K增大

（4）电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理是：通电将Co2+氧化成Co3+，然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+（用石墨烯吸附除去Co2+）。现用下图装置模拟上述过程，则：

①Co2+在阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　 ；

②请完成除去甲醇的离子方程式：Co3++CH3OH+　　　　 =　　 Co2++CO2↑+6H+

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（14分）甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。

(1)将1 mol CH₄和2 mol H₂O(g)通入反应室（容积为100L），并在一定条件下发生如下反应：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)……Ⅰ

测得CH₄的转化率与温度、压强的关系如图。

①当压强为P₁，温度为100℃时达到平衡所需的时间为5min。则用H₂表示0～5min内的平均反应速率为______。

②图中的P₁_________P₂（填“<”、“>”或“＝”）。

③100℃时该反应的平衡常数为______________。

④在其它条件不变时降低温度，反应Ⅰ的逆反应速率将________(填“增大” “减小”或“不变”)，反应_________移动（填“向正方向”、“向逆方向”或“不”）。

（2）在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇，其反应如下：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)……Ⅱ

①则该反应的△H________0，△S_________0(填“<”、“>”或“＝”)。

②若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是___________。

A．升高温度    B．将CH₃OH(g)从体系中分离   C．充入He，使体系总压强增大

③为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。

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甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

(1)将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入容积为10L的反应室，在一定条件下发生反应Ⅰ：CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为_________；

②100℃时平衡常数为______________，在其他条件不变的情况下升高温度，化学平衡常数将_________（“减小”“不变”或“增大”）；

③图中的p1______（填“＞”“＜”或“=”）p2；

(2)在常温、压强为0.1MPa条件下，a molCO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发发生反应Ⅱ：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)

①该反应的ΔH_______（填“＜”“＞”或“=”，下同）0，ΔS________；

②若容器容积不变，下列措施可以提高CO转化率的是_________；

A、升高温度　　　　　　　　　　　　　　　　 B、将CH3OH(g)从体系中分离出来

C、再充入1molCO和3molH2　　　　　　 D、充入He，使体系总压强增大

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实验编号	T（℃）	n （CO）/n（H2）	P（MPa）
I	150		0.1
II			5
III	350		5

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（12分）甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。

① CH₄(g)+H₂O(g)  CO(g)+3H₂(g)   △H₁

② CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g)       △H₂

将0.20mol CH₄和0.30 mol H₂O(g)通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH₄的转化率与温度、压强的关系如图。

（1）已知在P₁、100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用CH₄表示的平均反应速率为______。

（2）反应①的△H₁________0，图中的P₁______P₂（填“<”、“=”或“>”）。

（3）在压强为0.1MPa条件下，将一定量CO与H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇，则反应②的△H₂________0，△S________0（填“<”、“=”或“>”）。

（4）根据题中给出的数据，计算反应①在100℃时的平衡常数值（写出计算过程及结果）

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甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

① CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　　 △H1

② CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　　　　 △H2

将0.20mol CH4和0.30 mol H2O(g)通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。

（1）已知在P1、100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用CH4表示的平均反应速率为______。

（2）反应①的△H1____0，图中的P1______P2（填“<”、“=”或“>”）。

（3）在压强为0.1MPa条件下，将一定量CO与H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇，则反应②的△H2____0，△S____0（填“<”、“=”或“>”）。

（4）根据题中给出的数据，计算反应①在100℃时的平衡常数值____________（写出计算过程及结果）

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