（10分）甲醇是一种优质燃料，在工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为CO (g)+H...

（10分）甲醇是一种优质燃料，在工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为CO (g)+H2(g)

CH3OH(g)。已知：①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)　 ΔH1=－283.0 kJ/mol；②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)　 ΔH2=－241.8 kJ/mol；③CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)　 ΔH3=－192.2 kJ/mol。回答下列问题：

（1）计算CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反应热ΔH4=_________________。

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

（3）T1℃时，在一个体积为5 L的恒容容器中充入1 mol CO、2 mol H2，经过5 min达到平衡，CO的转化率为0.8。T1℃时，在另一体积不变的密闭容器中也充入1 mol CO、2 mol H2，达到平衡时CO的转化率为0.7，则该容器的体积______5 L（填“＞、＜或=”）；T1℃时，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K=____________。

（4）在T1℃时，在体积为5 L的恒容容器中充入一定量的H2和CO，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。温度不变，当n(H2)/n(CO)=2.5时，达到平衡状态，CH3OH的体积分数可能是图象中的________点。

（5）为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池，写出KOH作电解质溶液时，甲醇燃料电池的负极反应式________________________________________________。

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I.甲醇应用于精细化工，塑料等领域，是基础的有机化工原料和优质燃料。工业上利用H2、CO和CO2等气体体系在催化剂条件下合成甲醇（CH3OH）。主要反应：

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 △H=－91 kJ·mol—1

②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　 △H=－49 kJ·mol—1

副反应：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　 △H=－206 kJ·mol—1

（1）写出反应②平衡常数的表达式____________________________。

（2）工业上可利用CH3OH(g)制备CH3OCH3(g)，写出热化学方程式___________________。

（3）生产中H2和CO按物质的量比为10:1投料，假设在反应容器中投入1molCO和10molH2在某温度下反应（只考虑反应①），达到平衡后，测得甲醇的物质的量分数为5%，则CO的转化率为_____________。

（4）工业中常用甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在KOH(aq)介质中该电池负极的电极反应式_________________________________________________________。

Ⅱ．能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应原理为：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)　　 △H。

下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）：

（1）根据表中数据可判断△H_______0　（填“＞”、“=”或“＜”）．

（2）300℃时，将2molCO、3molH2和2molCH3OH充入容积为1L的密闭容器中，此时反应将____（填序号）：

A．正向移动　　 B．逆向移动　　 C．处于平衡状态　　 D．无法判断

（3）下列能说明上述反应达到化学平衡状态的标志是__________

A．恒温恒容下，混合气体的密度不在变化

B．达平衡时，v(CO)：v(H2)：v(CH3OH)=1：2：1

C．达平衡时，CH3OH浓度不再变化　　

D．单位时间内生产n molCO同时生成2n molH2

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在工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为：

CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）　　　 △H = akJ/mol

已知：①CO（g）+1/2O2（g）= CO2（g）　 △H1=﹣283.0kJ/mol

②H2（g）+1/2O2（g）=　 H2O（g）　　　　 △H2=﹣241.8kJ/mol

③CH3OH（g）+3/2O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（g）△H3=﹣192.2kJ/mol

回答下列问题：

（1）a = _______

（2）能说明反应CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）已达平衡状态的是___（填字母）。

A．单位时间内生成1mol CH3OH（g）的同时消耗了1mol CO（g）

B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变

C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化

D．在恒温恒压的容器中，气体的平均摩尔质量不再变化

（3）在T1℃时，体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO，反应达到平衡时CH3OH的体积分数（V%）与的关系如图1所示．

①当起始=2时，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.6，则0～5min内平均反应速率v（H2）=_____________。若此时再向容器中加入CO（g）和CH3OH（g）各0.4mol，达新平衡时H2的转化率将____________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；

②当= 3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图象中的_______点（选填“D”、“E”或“F”）。

（4）CO和H2来自于天然气。已知CO2（g）+CH4（g） 2CO（g）+2H2（g）。在密闭容器中有浓度均为0.1mol•L﹣1的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图2，则压强p1_____p2（选填“大于”或“小于”）；当压强为p2时，在y点：v（正）______v（逆）（选填“大于”、“小于”或“等于”）。若p2=3MPa，则T℃时该反应的平衡常数Kp=_______MPa2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

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甲醇是一种常用的燃料，工业上可以用CO和H₂在一定条件下合成甲醇。

（1）已知CO（g）、H₂（g）、CH₃OH（1）的燃烧热△H分别为：-283.0kJ／mol、-285.8 kJ/mol、-726.5kJ/mol，则CO合成甲醇的热化学方程式为：________。

（2）在恒容密闭容器中CO与H₂发生反应生成甲醇，各物质浓度在不同条件下的变化状况如图所示（开始时氢气的浓度曲线和8分钟后甲醇的浓度曲线未画出。4分钟和8分钟改变的条件不同）：

①下列说法正确的是________

A．起始时n（H₂）为1．7mol

B．当容器内压强恒定时，说明反应达到平衡状态

C．4分钟时，改变的条件是升高温度

D．7分钟时，v（CO）=v（CH­₃OH）

②计算0~2min内平均反应速率v（H₂）=________

③在3min时该反应的平衡常数K=________（计算结果）

④在图中画出8~12min之间c（CH₃OH）曲线

（2）2009年，中国在甲醇燃料电池技术上获得突破，组装了自呼吸电池及主动式电堆，其装置原理如图甲。

①该电池的负极反应式为：________。

②乙池是一铝制品表面“钝化”装置，两极分别为铝制品和石墨。

M电极的材料是________，该铝制品表面“钝化”时的反应式为：。

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甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为： CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)　　 △H1＝－116 kJ·mol－1

（1）已知：　　 △H2＝－283 kJ·mol－1

　　　　　 △H3＝－242 kJ·mol－1

则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为：

_______________________________________________；

（2）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、 270℃三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。请回答：

①在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是__________

②利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=_____________________。

（3）在某温度下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度(mol•L-1)变化如下表所示：

若5min～10min只改变了某一条件，所改变的条件是_________________________；且该条件所改变的量是_______________。

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甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H1=－116 kJ·mol－1

（1）下列措施中既有利于增大反应速率又有利于提高CO转化率的是_____________。

A．随时将CH3OH与反应混合物分离

B．降低反应温度

C．增大体系压强

D．使用高效催化剂

（2）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。请回答：

①在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是　　　　　　　　　　　　

②利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数 K=　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）在某温度下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度(mol•L－1)变化如下表所示：

若5min～10min只改变了某一条件，所改变的条件是　　　　　　 ；且该条件所改变的量是　　　　　　　　　　

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甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。

（1）工业上可用下列两种反应制备甲醇：

CO(g) + 2H₂(g)  CH₃OH(g)  ΔH₁

CO₂(g) ＋ 3H₂(g)  CH₃OH(g)  +  H₂O(g)  ΔH₂

已知：2H₂(g)+ O₂(g) ＝ 2H₂O(g)   ΔH₃。则2CO(g)＋O₂(g) ＝ 2CO₂(g) 的反应热

ΔH＝_____________（用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃表示）。

（2）生产甲醇的原料CO和H₂来源于：CH₄(g) + H₂O(g)  CO(g) + 3H₂(g)  ΔH₄。

一定条件下CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则ΔH₄______0，P_{1_________}P₂

（填“<”、“>”或“＝”）

（3）某实验小组设计如图b所示的甲醇燃料电池装置，工作一段时间后，溶液的PH________ (填增大、减小、不变)。负极的电极反应式为_______             ______。

（4）黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。粗铜电解得到精铜的的电解池中，阳极材料是________；阴极材料是________；

阳极泥为：________

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甲醇是一种基础的有机化工原料和优质燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下可以合成甲醇，主要反应如下：

①CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　　 △H1

②CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） △H2

③CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）　　 △H3

回答下列问题：

（1）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）反应①、②、③对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系是K2＝________；随着温度的升高，K1______（填“减小”、“增大”或“不变”）。

（3）合成气组成n(H2)／n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如下图左所示。图中压强由大到小的顺序为______________。

（4）上图右是某研究机构开发的给笔记本电脑供电的甲醇燃料电池，甲醇在催化剂作用下提供质子（H＋）和电子，电池总反应为：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。一个甲醇分子经过电化学氧化，可以产生_______个电子的电量，其负极的电极反应式为_______________。

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工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为：

CO (g) +2H2 (g) CH3OH (g) △H，在T1℃时，体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO，达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与n(H2)：n(CO)的关系如图所示。

(1)当起始n (H2)：n(CO) =2，经过5min达到平衡，此时容器的压强是初始压强的0.7倍，则0～5min内平均反应速率v(H2)=____。若此时再向容器中加入0.15 mol CO (g)和0.05 mol CH3OH (g)，达新平衡时H2的转化率将_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

(2)由下图可知该反应的△H_____0（选填“>”、“<”或“=”，下同），压强pl____p2；当压强为p2时，在y点：v（正）____v（逆）。

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工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为：

CO (g) +2H2 (g) CH3OH (g)　　 △H，在T1℃时，体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO，达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与n(H2)：n(CO)的关系如图1所示。

(1)当起始n (H2)：n(CO) =2，经过5min达到平衡，此时容器的压强是初始压强的0.7倍，则0～5min内平均反应速率v(H2)=____。若此时再向容器中加入0.15 mol CO (g)和0.05 mol CH3OH (g)，达新平衡时H2的转化率将_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

(2)当起始n (H2)：n(CO) =3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图象中的_____点（选填“D”、“E”或“F”）。

(3)由图2可知该反应的△H_____0（选填“>”、“<”或“=”，下同），压强pl____p2；当压强为p2时，在y点：v（正）____v（逆）。

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