新旧动能转换工程之一是新能源新材料的挖掘和应用。乙二醇是重要的化工原料， 煤基合成气(CO...

新旧动能转换工程之一是新能源新材料的挖掘和应用。乙二醇是重要的化工原料， 煤基合成气(CO、 H2)间接制乙二醇具有转化率高、回收率高等优点，是我国一项拥有自主知识产权的世界首创技术，制备过程如下：

反应 I: 4NO(g)+4CH3OH(g)+O2(g) 4CH3ONO(g)+2H2O(g) △H1 = a kJ·mol-1

反应 II: 2CO(g)+2CH3ONO(g) CH3OOCCOOCH3(l) + 2NO(g) △H2= b kJ·mol-1

反应 III: CH3OOCCOOCH3(1)+4H2(g) HOCH2CH2OH(1)+2CH3OH(g) △H3= c kJ·mol-1

（1）请写出煤基合成气[n(CO): n(H2)= 1:2]与氧气间接合成乙二醇的总热化学方程式________，已知该反应在较低温条件下能自发进行，则该反应的△H ____0(填“>”“<”或“=”)。

（2）一定温度下，在 2 L 的密闭容器中投入物质的量均为 0.4mol的CO 和 CH3ONO发生反应 II，10min 达到平衡时CO的体积分数与NO的体积分数相等。

①下列选项能判断反应已达到化学平衡状态的是________。

a. CO 的质量不再变化　　　 b. 混合气体的密度不再变化

c.单位时间内生成 CO 和 NO 的物质的量相等　　　 d. CO 和 CH3ONO 的浓度比不再变化

②10min 内该反应的速率 ν(NO)=____________；该温度下化学平衡常数 K=_________。若此时向容器中再通入0.4 mol NO，一段时间后，达到新平衡时 NO的体积分数与原平衡时相比______(填“增大”“相等”“减小”或“不能确定”)。

③若该反应△H＜0，在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是____________（填字母）。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

新旧动能转换工程之一是新能源新材料的挖掘和应用。乙二醇是重要的化工原料， 煤基合成气(CO、 H2)间接制乙二醇具有转化率高、回收率高等优点，是我国一项拥有自主知识产权的世界首创技术，制备过程如下：

反应 I: 4NO(g)+4CH3OH(g)+O2(g) 4CH3ONO(g)+2H2O(g) △H1 = a kJ·mol-1

反应 II: 2CO(g)+2CH3ONO(g) CH3OOCCOOCH3(l) + 2NO(g) △H2= b kJ·mol-1

反应 III: CH3OOCCOOCH3(1)+4H2(g) HOCH2CH2OH(1)+2CH3OH(g) △H3= c kJ·mol-1

（1）请写出煤基合成气[n(CO): n(H2)= 1:2]与氧气间接合成乙二醇的总热化学方程式________，已知该反应在较低温条件下能自发进行，则该反应的△H ____0(填“>”“<”或“=”)。

（2）一定温度下，在 2 L 的密闭容器中投入物质的量均为 0.4mol的CO 和 CH3ONO发生反应 II，10min 达到平衡时CO的体积分数与NO的体积分数相等。

①下列选项能判断反应已达到化学平衡状态的是________。

a. CO 的质量不再变化　　　 b. 混合气体的密度不再变化

c.单位时间内生成 CO 和 NO 的物质的量相等　　　 d. CO 和 CH3ONO 的浓度比不再变化

②10min 内该反应的速率 ν(NO)=____________；该温度下化学平衡常数 K=_________。若此时向容器中再通入0.4 mol NO，一段时间后，达到新平衡时 NO的体积分数与原平衡时相比______(填“增大”“相等”“减小”或“不能确定”)。

③若该反应△H＜0，在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是____________（填字母）。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

乙二醇(沸点:197.3℃)是一种重要的基础化工原料。由煤基合成气(主要成分CO、H2)与氧气先制备得到草酸二甲酯(沸点：164.5℃)，再加氢间接合成乙二醇，具有反应条件温和、环境污染小等优点。反应过程如下:

反应I:4NO(g)+4CH3OH(g)+O2(g)4CH3ONO(g)+2H2O(g)　 △H1 =a kJ·mol-1

反应II:2CO(g)+2CH3ONO(g)CH3OOCCOOCH3(l) + 2NO(g) △H2=b kJ·mol-1

反应III:CH3OOCCOOCH3(1)+4H2(g)HOCH2CH2OH(1)+2CH3OH(g) △H3 =c kJ·mol-1

请回答下列问题:

(1)煤基合成气间接合成乙二醇的总热化学方程式是_____________________________，已知该反应在较低温条件下能自发进行。说明该反应的△H ______0(填“>”“<”或“=”)。

(2)CO、CH3ONO各0.4mol在恒温、容积恒定为2 L的密闭容器中发生反应II，达到平衡时CO的体积分数与NO的体积分数相等，计算该反应的化学平衡常数K=_____________。若此时向容器中再通入0.4 mol NO,一段时间后，达到新平衡时NO 的体积分数与原平衡时相比______(填“增大”“相等”“减小”或“不能确定”)。

(3)温度改变对反应II的催化剂活性有影响，评价催化剂的活性参数——空时收率和CO的选择性可表示如下:

空 时收率=CH3OOCCOOCH3质量/反应时间×催化剂的体积

CO的选择性=合成[CH3OOCCOOCH3所消耗的CO的物质的量/反应掉的CO 的物质的量]×100%

在不同温度下，某学习小组对四组其他条件都相同的反应物进行研究，经过相同时间th，测得空时收率、CO的选择性数据如下表所示。

下列说法正确的是________(填字母代号)。

A.温度升高，空时收率先增大后减小，说明△H2>0

B.温度升高，催化剂活性逐渐减弱，对CO 的选择性逐渐降低

C.综合考虑空时收率和CO的选择性，工业生成CH3OOCCOOCH3时，选择140℃效果最好

D.130℃时，CO的选择性最高，说明CO生成CH3OOCCOOCH3的转化率最高

(4)120℃、常压时，CH3OOCCOOCH3 +4H2HOCH2CH2OH+2CH3OH 反应过程中的能量变化如图所示。画出180℃、常压时，加入催化剂，该反应过程中的能量变化图。________

(5)研究证实，乙二醇、氧气可以在碱性溶液中形成燃料电池，负极的电极反应式是________________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

乙二醇（沸点：197.3℃）是一种重要的的基础化工原料。由煤基合成气（主要成分CO、H2)与氧气先制备得到草酸二甲酯（沸点：164.5℃），再加氢间接合成乙二醇，具有反应条件温和、环境污染小等优点。反应过程如下：

反应 I：4NO(g)+ 4CH3OH (g)+ O2 (g)4CH3ONO(g)+ 2H2O(g) △H1=a kJ·mol-1

反应 II：2CO(g)+2CH3ONO(g)CH3OOCCOOCH3(l)+2NO(g) △H2=bkJ·mol-1

反应III：CH3OOCCOOCH3 (1)+ 4H2(g)HOCH2CH2OH(1)+ 2CH3OH (g) △H3=ckJ·mol-1

（1）煤基合成气间接合成乙二醇的总热化学方程式是_________，在较低温条件下，该反应能自发进行的可能原因是_________。

（2）CO、CH3ONO各0.4mol在恒温、容积恒定为2L的密闭容器中发生反应II，达到平衡时NO的体积分数33.3%，若此时向容器中通入0.4molNO，一段时间后，重新达到新平衡时NO的体积分数_________33.3% (填“>”、“=”、“<”)。

（3）温度改变对反应II的催化剂活性有影响，评价催化剂活性参数：空时收率和CO选择性，表示式如下：

空时收率=

CO的选择性=×100%

在不同温度下，某兴趣小组对四组其他条件都相同的反应物进行研究，经过相同时间t小时，测得空时收率、CO选择性数据如下表所示。

下列说法正确的是_________。

A．温度升高，空时收率先增大后减少，说明△H2>0

B．温度升高，催化剂活性逐渐减弱，对CO的选择性逐渐降低，所以数据④肯定错误

C．130℃时，CO的选择性最高，说明CO生成CH3OOCCOOCH3的转化率最高

D．综合考虑空时收率和CO的选择性，工业生成CH3OOCCOOCH3时，选择140℃效果最好

（4）120℃、常压时，CH3OOCCOOCH3+4H2HOCH2CH2OH +2CH3OH 反应过程中能量变化如图所示。画出180℃、常压时，加入催化剂，该反应过程中能量变化图。_______

（5）研究证实，乙二醇、氧气可以在碱性溶液中形成燃料电池，负极的电极反应式是_________。

高三化学简答题困难题查看答案及解析

氢气、碳氧化物是合成可再生能源甲醇的基础原料，具有重要的应用前景。

（1）已知H2(g)、CO(g)和CH4(g)的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1和890.0 kJ·mol-1。一定条件下，CO与H2 合成甲烷的热化学方程式为:CO(g) +3H2(g)==CH4(g) +H2O(1) △H

则△H=________；该反应能自发进行的原因是_____________________________________。

（2）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:

反应I :CO(g) +2H2( g) CH3OH(g)

反应II :CO2(g) +3H2(g) CH3OH( g) + H2O( g)

①一定温度下，在体积可变的恒压密闭容器中加入4mol H2 和 一定量的CO 发生反应I，开始时容器体积为2L，CO 和CH3OH( g)的浓度随时间变化如图1。10min 达到平衡，则反应I的化学平衡常数为______________(结果保留一位小数)。

②恒温恒容条件下，在密闭容器中通入等物质的量的CO2 和H2，下列描述能说明反应II 已经达到平衡状态的是________________(填序号)。

A.容器内CO2 的体积分数不再变化　　 B.当CO2 和H2 转化率的比值不再变化

C.当水分子中断裂2NA个O-H 键，同时氢分子中断裂3NA个H-H 键

D.容器内混合气体的平均相对分子质量达到34.5，且保持不变

（3）用KOH 作电解质的CO碱性燃料电池(如图2)作电源，用惰性电极电解含CN-废水，将CN-彻底氧化为无害气体，以净化废水。该电池的负极反应式为_____________；若开始时正、负两电极区溶液质量相等，当除去1molCN-时，理论上两电极区溶液的质量差为______g。

（4）工业上通过CO与甲醇制取甲酸甲酯，热化学方程式为:CO(g) + CH3OH(g) HCOOCH3(g) △H =-29kJ·mol-1 。科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如图3。实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是__________________________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

发展以煤制乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃，部分替代石油化工产品的道路是我国保障能源安全战略的重要措施。间接法是先由煤制合成气（组成为H2、CO和少最的CO2)制备甲醇或二甲醚（CH3OCH3),其主要过程包括以下四个反应：

甲醇合成反应：

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　 △H1=-90.1 kJ•mol-1

②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H2=-49.0kJ•mol-1

水煤气变换反应：

③CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+ H2(g)　　　 △H3=-41.1kJ•mol-1

二甲醚合成反应：

④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=-24.5kJ•mol-1

回答下列问题：

(1)分析上述反应（均可逆），发生反应④对于CO转化率的影响是_______（填“增大”、“减小”或“无影响”，其理由是__________。

(2)在二个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生上述二甲醚合成反应④。实验数据见下表：

①387℃时，反应④的化学平衡常数K=__________。

②达到平衡时，容器b中CH3OH的转化率为________。

③达到平衡时，容器c中CH3OCH3的体积分数为________。

(3)由H2和CO可直接制备二甲醚：2CO2(g)＋4H2(g)=CH3OCH(g)＋H2O(g)    ΔH＝__________；为提高反应物的转化率，根据化学反应原理，理论上应采取的措施是________(填序号)。

A.高温高压　　 B.低温低压　　 C.高温低压　　 D.低温高压

(4)有研究者用Cu-Zn-Al和Al2O3作催化剂,压强为5.0 MPa的条件下，由合成气[=2]直接制备二甲醚，结果如下图所示.已知:选择性=×100%。则有图可知二甲醚的选择性达最大值时对应的温度是____________。

(5)2016年，我国的两个科研团队在合成气直接制备低碳烯烃(nCO+2nH2CnH2n+nH2O)的研究中连续取得重大突破，论文分别发表在《德国应用化学》（2016.03.16）、《Nature》（2016.10.06）杂志上。=2时，前者在400℃，1MPa的条件下，CO转化率为11%，低碳烯烃选择性达74%；后者在250℃，0.1～0.5MPa的条件下，CO转化率为31.8%，低碳烯烃选择性为60.8%，则其中低碳烯烃的产率较大者的值为_________。

高三化学简答题困难题查看答案及解析

CO和H2均是重要的化工原料，CO2的固定和利用对环境保护及能源开发具有重要的意义。

（1）利用水煤气（CO+H2）作为合成气，在同一容器中，选择双催化剂，经过如下三步反应，最终合成二甲醚（CH3OCH3）。

甲醇合成反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 △H1=－90.8kJ·mol－1

水煤气变换反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　 △H2=－41.3kJ·mol－1

甲醇脱水反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　　 △H3=－23.5kJ·mol－1

写出由CO和H2合成二甲醚气体和水蒸气的热化学方程式____________。

（2）在2L恒容密闭容器中，投入CO(g)和H2(g)各5mol，发生如下反应：

3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)　 △H＜0，CO的转化率α与温度、压强的关系如图所示：

①p1、p2、p3中最大的是________。

②若该反应进行50min时达到平衡，此时CO的转化率α=0.6，则50min内H2的反应速率为____mol·L－1·min－1。

（3）二甲醚（CH3OCH3）燃料电池具有启动快。效率高等优点，其能量密度高于甲醇燃料电池。其工作原理如图所示。X极附近的酸性______（填“减弱”、“增强”或“不变”），Y电极是_____极，写出X电极上发生的电极反应式__________。若用该二甲醚燃料电池电解饱和食盐水（阳极为石墨电极），当有2.3g燃料被消耗时，阴极产生气体的体积为_____L（标准状况下）

高三化学简答题困难题查看答案及解析

（15分）甲醇是一种可再生能源，又是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上可用如下方法合成甲醇：

（1）已知：① 2CH3OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 4H2O(g)　　 △H=－1275.6 kJ•mol-1

② 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g)　　 △H=－566.0 kJ•mol-1

③ H2O(l) = H2O(g)　　 △H = + 44.0 kJ•mol-1

则甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学反应方程式为　　　　　　　　　 。

（2）方法一生产甲醇是目前工业上常用的方法。在一定温度下，向2L密闭容器中充入1molCO和2molH2，发生上述反应，5分钟反应达平衡，此时CO的转化率为80%。请回答下列问题：

①前5分钟内甲醇的平均反应速率为　　　　　　　　 ；已知该反应在低温下能自发进行，则反应的

△H为　　　　 （填“＞”、“＜”或 “=”）0。

②在该温度下反应的平衡常数K=　　　　　　 。

③某时刻向该平衡体系中加入CO、H2、CH3OH各0.2mol后，将使ν正 　　　　　　　 ν逆（填“>”“=”“<”）。

（3）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示。

①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为　　　　 　　　　 　　 。

②充电过程中，右槽溶液颜色变化是　　　　　　 　　　　　　　　　　 。

③若用甲醇燃料电池作为电源对其充电时，若消耗甲醇4.8g时，电路中转移的电量的为　　　　　　 （法拉第常数F=9.65×l04C · mol-1)。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

甲醇是一种可再生能源,又是一种重要的化工原料.具有广阔的开发和应用前景。工业上可用如下方法合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g).

(1) 已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)  △H=-1275.6kJ·mol-1;

②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)  △H=-566.0kJ·mol-1;

③H2O(l)=H2O(g)  △H=+44.0kJ·mol-1.

则甲醇液体不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式为__________。

(2) 在一定温度下,向2L密闭容器中充人1mol CO和2mol H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),5min反应达到平衡,此时CO的转化率为80%。

①前5min内甲醇的平均反应速率为__________;已知该反应在低温下能自发进行,则反应的△H_______0(填“>”“<”或“=”)。

②在该温度下反应的平衡常数K=__________。

③某时刻向该平衡体系中加人CO、H2、CH3OH各0.2mol后,则v正__________v逆(填“>”“=”或“<”)。

④当反应达到平衡时,__________(填字母)。

a.混合气体的压强不再发生变化　　　　　　　 b.反应物不再转化为生成物

c.v正(CO)=2v逆(H2)　　　　　　　　　　　　　　 d.v(H2)=2v(CH3OH)

e.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比

(3) "甲醇---过氧化氢燃料电池"的结构主要包括燃料腔、 氧化剂腔和质子交换膜三部分.放电过程中其中一个腔中生成了CO2。

①放电过程中生成H+的反应,发生在__________腔中,该腔中的电极反应式为__________.

②该电池工作过程中,当消耗甲醇4.8g时.电路中通过的电量为__________(法拉第常数F=9.65×104C·mol-1)

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

化学平衡原理是中学化学学习的重要内容，请回答下列问题：

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用合成气（主要成分CO、H2）制备甲醇。

（1）己知：CO、H2、CH3OH、的燃烧热（△H）分别为-283.0kJ/mol、-241.8kJ/mol、-192.2 kJ/mol，请写出合成气制备甲醇的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2，发生CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）反应，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是______（填选项字母）。

（3）在T1℃时，在体积为5 L的恒容容器中充入3 mol的合成气，反应达到平衡时CH3OH的体积分数与n（H2）／n（CO）的关系如图所示。H2和CO按2:1投入时经过5 min达到平衡，则5 min内用H2表示的反应速率为v（H2）=_______。温度不变，当时，达到平衡状态，CH3OH的体积分数可能是图象中的______点。

（4）含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2，然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式：________________________。

（5）水的自偶电离可表示为H2O+H2OH3O++OH-。与水电离相似，甲醇也能发生自偶电离，请写出甲醇的自偶电离方程式_______________________________________，往甲醇中加入少量金属钠反应生成甲醇钠，则反应后的混合液中的电荷守恒式_____________________________。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析