Ⅰ在催化剂作用下，CO2和H2可以制取甲醇。用工业废气中的可制取甲醇，其反应为：CO2+3...

Ⅰ在催化剂作用下，CO₂和H₂可以制取甲醇。用工业废气中的可制取甲醇，其反应为：CO₂+3H₂CH₃OH+H₂O 常温常压下已知下列反应的能量变化如图示：

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：________。

Ⅱ硼氢化钠（NaBH₄）是有机合成中的重要还原剂。最新研究发现，以NaBH₄和H₂O₂为原料，NaOH溶液作电解质溶液，可以设计成全液流电池，其工作原理如图所示，假设电池工作前左右两槽溶液的体积各为1L，回答下列问题：

（1）电极b为________（填“正极”或“负极”），电极a上发生反应的电极反应式为________。

（2）电池工作时，Na⁺向________极（填“a”或“b”）移动，当左槽产生0．0125molBO₂^—离子时，右槽溶液pH=________

（3）用该电池电解一定浓度的CuSO₄溶液至无色后继续电解一段时间。断开电路，向溶液中加入0．1molCu(OH)₂，溶液恢复到电解之前状态，则电解过程中转移电子数目为_________

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(14分)工业上可以利用废气中的CO2为原料制取甲醇，反应方程式为：CO2＋3H2CH3OH＋H2O。请回答下列问题：

（1）已知常温常压下下列反应的能量变化如下图所示：

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式__　　　　　　　　　　 _。

（2）如果只改变一个条件使上述反应方程式的平衡常数K值变大，则该反应__　　　　 （选填编号）。

A．一定向正反应方向移动　　　　　　

B．在平衡移动时正反应速率先增大后减小

C．一定向逆反应方向移动　　　　　　

D．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大

（3）其他条件相同，该甲醇合成反应在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下反应相同时间后，CO2的转化率随反应温度的变化如图所示。

①在相同条件下，三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是________。

②a点所代表的状态________（填“是”或“不是”）平衡状态。

③c点CO2的转化率高于b点，原因是________。

（4）若反应的容器容积为2.0L，反应时间4.0 min，容器内气体的密度减少了2.0g/L，在这段时间内CO2的平均反应速率为　　　　　　　　 。反应在t1时达到平衡，过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线下图所示。保持其他条件不变，t1时将容器体积压缩到1L，请在图中画出t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线(假定t2时刻达到新的平衡)。

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工业上可以利用废气中的CO2为原料制取甲醇，其反应方程式为：CO2+3H2CH3OH+H2O。请回答下列问题：

（1）已知常温常压下下列反应的能量变化如下图所示：

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式__　　　　　　　　　　 _。

该反应的△S­­­­­­­­­­­­­­____0(填“>”或“<”或“=”)，在 ______情况下有利于该反应自发进行。

（2）如果上述反应方程式的平衡常数K值变大，则该反应__　　　　 （选填编号）。

A．一定向正反应方向移动　 　 B．在平衡移动时正反应速率先增大后减小

C．一定向逆反应方向移动　　 D．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大

（3）如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，能说明反应已达到平衡状态的是　　　　　 __　　　　 （选填编号）。

A．3v正(H2)=v逆(CO2)　　　　 　　 B．C(H2) = C(CO2)

C．容器内气体的密度不变　　 D．容器内压强不变

（4）若反应的容器容积为2.0L，反应时间4.0 min，容器内气体的密度增大了2.0g/L，在这段时间内CO2的平均反应速率为　　　　　　　　 。反应在t1时达到平衡，过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线右图所示。保持其他条件不变，t1时将容器体积压缩到1L，请画出t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线(t2达到新的平衡)。

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工业产生的废气COX、NOX、SOX 对环境有害，若能合理的利用吸收，可以减少污染，变废为宝。

（1）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2+3H2CH3OH+H2O

已知：CO2(g)+3H2(g) == CH3OH(g)+H2O(l)　　 ΔH=-akJ·mol-1；

2H2(g)+O2(g) == 2H2O(l)　　 ΔH=-b kJ·mol-1；

CH3OH(g) == CH3OH(l)　　 ΔH=-c kJ·mol-1；

则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为：____________________________。

（2）光气(COCl2)是一种重要的化工原料，用于农药、医药、聚酯类材料的生产，工业上通过Cl2(g)+CO(g)COCl2(g)制备。左图为此反应的反应速率随温度变化的曲线，右图为某次模拟实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题：

①0~6 min内，反应的平均速率v(Cl2)=__________；

②10min改变的条件是________，该反应平衡常数变化的趋势是_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（3） 利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如图所示：

NO2被吸收的离子方程式是____________________。

（4）用粗硅作原料，熔融盐电解法制取硅烷原理如右图，判断B为电源的______极，电解时阳极的电极反应式为___________________。

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CO₂的固定和利用在降低温室气体排放中具有重要作用，从CO₂加氢合成甲醇不仅可以有效缓解减排压力，还是其综合利用的一条新途径。CO₂和H₂在催化剂作用下能发生反应CO₂＋3H₂CH₃OH＋H₂O，测得甲醇的理论产率与反应温度、压强的关系如图所示。请回答下列问题：

（1）提高甲醇产率的措施是________。

（2）分析图中数据可知，在220 ℃、5MPa时，CO₂的转化率为________，再将温度降低至

140℃，压强减小至2MPa，化学反应速率将________（填“增大、减小 或 不变“ 下同），CO₂的转化率将。

（3）200℃时，将0.100molCO₂和0.275molH₂充入1L密闭容器中，在催化剂作用下反应达到平衡。若CO₂的转化率为25%，则此温度下该反应的平衡常数K＝________。(要求写出算式和计算结果)

（4）已知已知：CO的燃烧热△H＝－283.0KJ/mol、2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)   △H＝－483.6KJ/mol、

CO(g)+2H₂(g)＝CH₃OH(g)  △H＝－90.1KJ/mol，写出CO₂与H₂合成甲醇的热化学方程式________。

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减少工业和生活废弃物的排放并合理开发利用，近年来受到了人们的普遍关注。

I .利用工业废水中的CO2制取甲醇，反应为CO2+3H2CH3OH +H2O。

(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__________________________。

II.利用工业废气CO合成甲醇，反应为CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)。

(2)一定条件下，在1L密闭容器中充入0.6 mol CO和1.4mol H2，8 min后达到平衡，CO的转化率为50%，则8 min内H2的平均反应速率为___________________。

(3)若反应原料是来自煤的气化，已知该反应的平衡常数表达式为K=，每生成1molH2需要吸收131.3kJ的热量。写出该反应的热化学方程式___________。

(4)t℃时，能发生如下反应：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)。已知反应平衡常数为400，此温度下，在1L密闭容器中加入—定量的甲醇，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：

此刻正、逆反应速率的关系是：v(正)____v(逆)(填“>”“<”或“=”)，平衡时c(CH3OCH3)的物质的量浓度是___________________。

(5)已知反应 3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)，CO的平衡转化率a(CO)与温度、压强的关系如右图所示。图中X表示_____(填“温度”或“压强”)，判断的理由是____________。

(6)强酸性电解质溶液中，用惰性电极电解CO2可转化为多种燃料，其原理如图所示。b为电源的______　　 极。电解时，生成乙烯的电极反应式为________。

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二氧化碳的回收利用是环保领域研究热点。

（1）在太阳能的作用下，以CO2为原料制取炭黑的流程如右图所示。总反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2＋3H2CH3OH＋H2O。已知298K和101KPa条件下：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(l)　 △H＝－a kJ·mol－1；

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)　 △H＝－b kJ·mol－1；

CH3OH(g)＝CH3OH(l)　　 △H＝－c kJ·mol－1，

则CH3OH(l)的标准燃烧热△H＝___________________。

（3）CO2经过催化氢化合成低碳烯烃，合成乙烯反应为

2CO2 (g)+ 6H2(g)CH2= CH2(g) +4H2O(g)　 △H<0

在恒容密闭容器中充入2 mol CO2和n mol H2，在一定条件下发生反应，CO2的转化率与温度、投料比的关系如右图所示。

①平衡常数KA　　　　　　　　　　 KB

②T K时，某密闭容器发生上述反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

20~30 min间只改变了某一条件，根据上表中的数据判断改变的条件可能是

A．通入一定量H2　　　　　　　　 B．通入一定量CH2=CH2

C．加入合适催化剂　　　　　　　 D．缩小容器体积

画出CH2=CH2的浓度随反应时间的变化曲线。

（4）在催化剂M的作用下，CO2和H2同时发生下列两个反应

A．2CO2 (g)+　 6H2(g)CH2= CH2(g) +4H2O(g)　　 △H< 0

B．2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)　　　 △H< 0

上图是乙烯在相同时间内，不同温度下的产率，则高于460℃时乙烯产率降低的原因不可能是

A．催化剂M的活性降低　　　　　　　　　　　 B．A反应的平衡常数变大

C．生成甲醚的量增加　　　　　　　　　　　　 D．B反应的活化能增大

（5）Na2CO3溶液也通常用来捕获CO2。常温下，H2CO3的第一步、第二步电离常数分别约为Ka1=4×10-7 ，Ka2=5×10-11，则0.5mol·L－1的Na2CO3溶液的pH等于　　　　　　　　　　 （不考虑第二步水解和H2O的电离）

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能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是未来重要的绿色能源之一。

（1）利用工业废气CO2可制取甲醇，已知常温常压下下列反应的能量关系如图：

则CO2与H2反应生成CH3OH的热化学方程式为_____________________

（2）CH4和H2O(g)通过下列转化也可以制得CH3OH；

I．CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　 △H1>0

Ⅱ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 　　 △H2<0

将1.0molCH4和3.0molH2O(g)通入反应室(容积为100L)中，在一定条件下发生反应I，CH4的转化率与温度、压强的关系如下图所示。

①已知温度为T1℃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“=”)，判断的理由是________________________。

③若反应Ⅱ在恒容密闭容器进行，下列能判断反应Ⅱ达到平衡状态的是_________(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．混合气体的总物质的量不变

d．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

④在某温度下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中发生反应II，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时只改变了某一条件，则所改变的条件是_____________；10min时测得各物质浓度如表，10min时v正_______v逆(填“<”、“>”或“=”)。

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合理的利用吸收工业产生的废气CO2、NO2、SO2 等可以减少污染，变废为宝。

（1）用CO2可以生产燃料甲醇。

已知：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（l）△H=﹣akJ•mol﹣1；

2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣b kJ•mol﹣1；

则表示CH3OH（g）燃烧的热化学方程式为：_______________________。

（2）光气（COCl2）是重要化工原料，常用于聚酯类材料的生产，工业通过Cl2（g）+CO（g）⇌COCl2（g）△H < 0制备。图为实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题：

①0～6min内，反应的平均速率v（Cl2）=___________；

②该反应第一次达平衡时的平衡常数为___________，10min改变的条件是_____________。

（3）利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如图所示：NO2被吸收的离子方程式是________________________________。

（4）对于2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，于1 L的恒容密闭容器中进行反应。下列能说明该反应已经达到平衡状态的是________(填字母代号)。

A．c(CO)＝c(CO2)　　　　　　　 B．容器中混合气体的密度不变

C．2v(N2)正＝v(NO)逆　　　　　　 D．容器中混合气体的平均摩尔质量不变

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