（10分）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，2009年10月，中国科学院长春...

（10分）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池方面取得了新的突破。甲醇燃料电池的工作原理如图甲装置所示。

（1）甲醇进入　　　　　　 极（填“正”或“负”）。

（2）工作一段时间后，当0.2 mol甲醇完全反应生成CO2 时，有_____NA的电子转移。

（3）若甲装置中“负载”为图乙装置，则：A(Pt)电极的反应式为　　　　　 　　 ，乙装置中总反应化学方程式为　　　　 　　 。若乙装置溶液体积为500mL，且忽略电解过程中溶液体积的变化，A极的质量增加5.40g时，乙装置中所得溶液的H+的浓度为：　　　　 。

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（8分）能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，研究甲醇具有重要意义。

（1）用CO合成甲醇的反应为 　　　 　　　　　　 　 。

；在容积为1L的密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2，实验测得甲醇的物质的量和温度、时间的关系曲线如图所示。则该正反应的 　　　　　　 　 （填“<”“>”或“=”）0。

（2）利用工业废水中的CO2可制取甲醇，其反应为。

①已知下列反应的能量变化如图所示：

由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为　 　　　　　　　 　　　 。

②为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在一恒温恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图1所示，从反应开始到平衡，　 　　　　　　　　 　　 ．

（3）工业上可利用甲醇部分氧化法制取氢气。在一定温度下以为催化剂时原料气比例对反应的选择性（选择性越大，表示生成的该物质越多）影响关系如图2所示。在制备H2时最好控制=　 　　　　　　 　　 。

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甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，研究甲醇具有重要意义。有人模拟用CO和H2合成甲醇，其反应为：CO(g) + 2H２(g) ⇌ CH3OH(g)  △H<0

（1）在容积固定为1L的密闭容器内充入2 mol CO和4 mol H2发生上述反应，20min时用压力计监测容器内压强的变化如下：

则反应从开始到20min时，以CO浓度变化表示的平均反应速率v(CO)=_________mol/(L·min)，该温度下平衡常数K=___________，若平衡后增大压强，则K值_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（2）在恒温恒容的密闭容器中，不能判定CO(g)+2H２(g) ⇌CH3OH(g) △H<0，反应达到平衡的是___________；

A、压强保持不变       　　　　　　 B、气体的密度保持不变

C、气体平均摩尔质量保持不变  　　　　　 D、速率v（H２）：v（CH3OH）=2：1

（3）如图是甲醇燃料电池结构示意图，C是________（填“正”或“负”）极，写出此电极的电极反应式__________________________________________。

（4）若以该电池为电源，用石墨做电极电解100mL CuSO4溶液，电解一段时间后，两极均收集到11.2L的气体（标准状况下），则原CuSO4溶液的物质的量浓度为________mol/L。

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(16分)甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上常用CO和H₂反应生产CH₃OH，并开发出甲醇燃料电池。

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

2CH₃OH(l)+3O₂(g)＝2CO₂(g)+4H₂O(l)    △H＝－1453.0 kJ·mol^-1

则CH₃OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H₂O(l)的热化学方程式为________。

（2）工业上常利用反应CO(g)＋2H₂(g)≒CH₃OH(g)   △H<0合成甲醇，在230℃～270℃最为有利。为研究合成气最合适的起始组成比，分别在230℃、250℃和270℃进行实验，结果如图。

A．1～1.5        B．2.5～3       C．3.5～4.5

（3）制甲醇所需要的氢气，可用下列反应制取：H₂O(g)+CO(g)H₂(g)+CO₂(g) △H＜0，某温度下该反应的平衡常数K=1。试回答下列问题：

①该温度下，若起始时c(CO)=1 mol·L^-1，c(H₂O)=2 mol·L^-1，反应进行一段时间后，测得H₂的浓度为0.5 mol·L^-1，则此时该反应v(正)________v(逆)（填“>”、“<”或“=”）。

②若降低温度，该反应的K值将________（填“增大”、“减      小”或“不变”）。

（4）某实验小组设计了如图所示的甲醇燃料电池装置。

①该电池工作时，OH^－向________极移动（填“a”或“b”）。

②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池负极反应式为________， 电池总反应的离子方程式为________。

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甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．下图是用甲醇燃料电池电解饱和食盐水的装置示意图。已知甲池的总反应式为: 2CH3OH+3O2+4KOH==2K2CO3+6H2O

请回答下列问题

（1）甲池是________装置，通入CH3OH的电极名称是______（填“正极”或“负极”）； 通入O2的电极上发生： ____________________

（2）乙池中Ａ是________极（填“阴”或“阳”）；用湿润的淀粉碘化钾试纸来检验B电极　　　 上产生的_________________。

（3）乙池中反应的总反应的化学方程式为_____________________；

（4）若将乙池中的NaCl溶液换成AgNO3溶液，B电极上发生的电极反应：_____________；

（5）若将乙池中B电极换成铜电极，B电极上发生的电极反应：_____________；

（6）若反应结束后乙池中A（石墨）电极上共收集到气体0.050mol，则甲池中理论上消耗O2_____mL（标准状况下）。

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由碳元素构成的各种单质和化合物始终都是科学家研究的重要对象。

Ⅰ.甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用转化中得到的合成气制备甲醇。反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，某温度下，在容积为2L的密闭容器中进行该反应，其相关数据见图：

①根据图计算，从反应开始到tmin时，用H2浓度变化表示的平均反应速率υ(H2)=__。

②tmin至2tmin时速率变化的原因可能是__（要求答出所有可能原因）。

Ⅱ.一定温度下，向一容积为5L的恒容密闭容器中充入0.4molSO2和0.2molO2，发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　 ΔH=-196kJ·mol-1。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的。请回答下列问题：

①SO2的转化率为__；

②达到平衡时反应放出的热量为__。

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（14分）能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，因此甲醇被称为21世纪的新型燃料。工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)。图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH(g)的浓度随时间变化图。

请回答下列问题：

（1）在“图1”中，曲线________（填“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于________（填“吸热”或“放热”）反应。

（2）根据“图2”判断，下列说法不正确的是________

A．起始充入的CO为1mol

B．增加CO浓度，CO的转化率增大

C．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态

D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1molCO和2molH₂，再次达到平衡时n(CH₃OH)/n(CO)会增大

（3）从反应开始到建立平衡， v(H₂)=________；该温度下CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)的化学平衡常数为________ 。若保持其它条件不变，将反应体系升温，则该反应的化学平衡常数将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线（在曲线上标出P₁、P₂，且P₁>P₂）。

（5）科学家常用________（填仪器名称）来直接测定某一反应的反应热，现测得：CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH＝－192.9kJ/mol，又知H₂O(l)= H₂O(g)  ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32g的CH₃OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式________。

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（16分）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇： CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g)，现在实验室模拟该反应并进行分析。

（1）下列各项中，不能够说明该反应已达到平衡的是__________（填序号）。

A. 恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化

B. 一定条件下，CH₃OH分解的速率和CH₃OH生成的速率相等

C. 一定条件下，CO、H₂和CH₃OH的浓度保持不变

D. 一定条件下，单位时间内消耗2 mol CO，同时生成1 mol CH₃OH

（2） 右图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

① 该反应的焓变ΔH__________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

② T₁和T₂温度下的平衡常数大小关系是K₁_______K₂

(填 “＞”、“＜”或“＝”)。

③ 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. 使用合适的催化剂

D. 充入He，使体系总压强增大

（3）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，甲醇燃料电池的工作原理如右图所示。

①请写出c口通入的物质发生的相应电极反应式_________________。

②工作一段时间后，当0.2 mol甲醇完全反应生成CO₂ 时，有___________N_A个电子转移。

（4）利用右装置，可以模拟铁的电化学防护。

若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应该置于________ 处。

若X为锌，开光K置于________处，该电化学防护法称为________。

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（17分）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)

（1）判断反应达到平衡状态的依据是　　　　　 　　 （填序号）。

a． 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

b． 混合气体的密度不变

c． 混合气体的平均相对分子质量不变

d． CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

（2）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该反应的平衡常数表达式K=　　　　　　　　　 ，△H　　　　　　 0(填“>”、“<”或“=”)。

②要提高CO的转化率，可以采取的措施是_____________（填序号）。

a．升温　　　　　　　　　　　　

b．加入催化剂

c．增加CO的浓度　　　　　　

d．加入H2加压

e．加入惰性气体加压　　　　

f．分离出甲醇

③300℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是 　　　 （填字母）。

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．重新平衡时c（H2）/ c（CH3OH）减小

④某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c(CO)＝ 0.2 mol／L，则CO的转化率为　　　　　 　　 ，此时的温度为　　　　 　 。以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)=　　　　　 　 mol /（L · min）。

（3）下图表示在温度分别为T1、T2时，平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A____C（填“＞”、“＝”或“＜”，下同），A、C两点的化学平衡常数A_____C，由状态B到状态A，可采用______的方法（填“升温”或“降温”）。

（4）已知在常温常压下：

①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) 　 ΔH ＝－a kJ·mol－1

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)　　 ΔH ＝－b kJ·mol－1

③H2O(g)= H2O(l)　　　　　　 ΔH＝－c kJ·mol－1

则，CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l)　　 ΔH＝　　　　 kJ·mol－1。

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（14分）

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) 下表为不同温度下的平衡常数(K)

（1）该反应的平衡常数表达式K=　　　　　 ，ΔH　　　　　 0(填“>”、“<”或“=”)。

（2）将1 mol的H2 和 1 mol 的 CO充入 1 L 恒容密闭反应器中，达到平衡后，容器内的压强为开始时的60%，求CO的平衡转化率（写出计算过程）。

（3）300℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是

　　　　　　 （填字母）。

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．重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小

（4）其他条件相同时，在上述三个温度下分别发生该反应。300℃时，H2的转化率随时间的变化如图所示，请补充完成350℃时H2的转化率随时间的变化示意图。

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