Ⅰ.甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2 加氢合成甲醇是合理...

Ⅰ.甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2 加氢合成甲醇是合理利用CO2的有效途径。由CO2制备甲醇的过程可能涉及反应如下：

反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) CO (g)＋H2O(g)　ΔH1＝41.19 kJ·mol－1

反应Ⅱ：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH2

反应Ⅲ：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH3＝－49.58 kJ·mol－1

回答下列问题：

(1)反应Ⅲ的ΔS________(填“＜”“＝”或“＞”)0；反应Ⅱ的ΔH2＝__________________。

(2)在恒压密闭容器中，充入一定量的H2和CO2(假定仅发生反应Ⅲ)，实验测得反应物在不同温度下，反应体系中CO2的平衡转化率与压强的关系曲线如图1所示。

反应过程中，不能判断反应Ⅲ已达到平衡状态的标志是________(填字母)。

A．断裂3 mol H—H键，同时生成2 mol H—O键

B．CH3OH的浓度不再改变

C．容器中气体的平均摩尔质量不变

D．容器中气体的压强不变

Ⅱ.电化学原理在化学工业中有广泛的应用。请根据下图回答问题：

(3)根据图2，若装置B中a为Ag棒，b为铜棒，W为AgNO3溶液，工作一段时间后发现铜棒增重2.16 g，则流经电路的电子的物质的量为____________。

(4)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如图3所示。写出a电极的电极反应式：_____________________。

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甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2 加氢合成甲醇是合理利用CO2的有效途径。由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下：

反应Ⅰ：CO2(g)+ H2(g)CO (g)+H2O(g)　 △H1=+41.19kJ•mol-1

反应Ⅱ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 △H 2

反应Ⅲ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)　　 △H3=－49.58kJ•mol-1

回答下列问题：

（1）反应Ⅲ的△S　　　 　 　 （填“＜”、“＝”或“＞”）0；反应Ⅱ的△H2=　　　 　　　　　 。

（2）在恒压密闭容器中，充入一定量的H2和CO2（假定仅发生反应Ⅲ），实验测得反应物在不同温度下，反应体系中CO2的平衡转化率与压强的关系曲线如图1所示。

①反应过程中，不能判断反应Ⅲ已达到平衡状态的标志是

A．断裂3molH-H键，同时断裂2molH-O键　　 　 B．CH3OH的浓度不再改变

C．容器中气体的平均摩尔质量不变　　　　　　　　 D．容器中气体的压强不变

②比较T1与T2的大小关系：T1　　　　　　 T2（填“＜”、“＝”或“＞”），理由是：　　　　　　　　 。

③在T1和P6的条件下，往密闭容器中充入3mol H2和1mol CO2，该反应在第5min时达到平衡，此时容器的体积为1.8L；则该反应在此温度下的平衡常数为　　　　　　　　 。

a．若此条件下反应至3min时刻，改变条件并于A点处达到平衡，CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示（3～4min的浓度变化未表示出来）；则改变的条件为　　　　　　　　　 　　　　 。

b．若温度不变，压强恒定在P8的条件下重新达到平衡时，容器的体积变为　 　　　 　　 L；

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甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2　 加氢合成甲醇是合理利用 CO2 的有效途径．由 CO2 制备甲醇过程可能涉及反应如下：

反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H1=﹣49.58kJ•mol﹣1

反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO （g）+H2O（g）△H2

反应Ⅲ：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H3=﹣90.77kJ•mol﹣1，回答下列问题：

（1）反应Ⅱ的△H2=　　　　　　 　　 ，反应 I 自发进行条件是　　　 　　 （填“较低温”、“较高温”或“任何温度”）．

（2）在一定条件下 3L 恒容密闭容器中，充入一定量的 H2和 CO2 仅发生反应Ⅰ，实验测得反应物在不同起始投入量下，反应体系中 CO2的平衡转化率与温度的关系曲线，如图 1 所示．

①H2和 CO2的起始的投入量以 A 和 B 两种方式投入

A：n（H2）=3mol，n（CO2）=1.5mol

B：n（H2）=3mol，n（CO2）=2mol，曲线 I 代表哪种投入方式　　 　　 　　 （用 A、B 表示）

②在温度为 500K 的条件下，按照 A 方式充入 3mol H2 和 1.5mol CO2，该反应 10min 时达到平衡：

a．此温度下的平衡常数为　　　　　　 ；500K 时，若在此容器中开始充入 0.3molH2和 0.9mol CO2、0.6molCH3OH、xmolH2O，若使反应在开始时正向进行，则 x 应满足的条件是　　　　　　　　　　 　　 ．

b．在此条件下，系统中 CH3OH 的浓度随反应时间的变化趋势如图 2 所示，当反应时间达到 3min时，迅速将体系温度升至 600K，请在图2中画出 3～10min 内容器中 CH3OH 浓度的变化趋势曲线．

（3）固体氧化物燃料电池是一种新型的燃料电池，它是以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体 电解质在高温下允许氧离子（O2﹣）在其间通过，该电池的工作原理如图 3 所示，其中多孔电极均 不参与电极反应，图3是甲醇燃料电池的模型．

①写出该燃料电池的负极反应式　　 　　　　 　　 　　 ．

②如果用该电池作为电解装置，当有 16g 甲醇发生反应时，则理论上提供的电量最多为　　 　　　 　　 mol．

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(14分)甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2 加氢合成甲醇是合理利用CO2的有效途径。由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下：

反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) 　 △H 1=－49.58kJ•mol-1

反应Ⅱ：CO2(g)+ H2(g)CO (g)+H2O(g)　 　　 △H2

反应Ⅲ：CO(g)+2 H2(g)CH3OH(g)　 　　　　　 △H 3=－90.77 kJ•mol-1

回答下列问题：

（1）反应Ⅱ的△H2=　　　　　　 ，反应I自发进行条件是　　　　　　 （填“较低温”、“较高温”或“任何温度”）。

（2）在一定条件下3L恒容密闭容器中,充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ，实验测得反应物在不同起始投入量下，反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线，如图1所示。

①H2和CO2的起始的投入量以A和B两种方式投入

A：n(H2)=3mol，n(CO2)=1.5mol

B：n(H2)=3mol，n(CO2)=2mol，曲线I代表哪种投入方式　　　　 （用A、B表示）

②在温度为500K的条件下，按照A方式充入3mol H2和1.5mol CO2，该反应10min时达到平衡：

a．此温度下的平衡常数为　　　　 ；500K时，若在此容器中开始充入0.3molH2和0.9mol CO2、0.6molCH3OH、ｘmolH2O，若使反应在开始时正向进行，则ｘ应满足的条件是

b．在此条件下，系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示，当反应时间达到3min时，迅速将体系温度升至600K，请在图2中画出3～10min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线。

（3）固体氧化物燃料电池是一种新型的燃料电池，它是以固体氧化锆、氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O 2-）在其间通过，该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极均不参与电极反应，下图是甲醇燃料电池的模型。

①出该燃料电池的负极反应式　　　　　　

②如果用该电池作为电解装置，当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量最多为 　　　　 （法拉第常数为9.65×104C·mol-1）

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甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，二氧化碳加氢合成甲醇是合理利用二氧化碳的有效途径。由二氧化碳制备甲醇过程中可能涉及反应如下：

反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)　 　 CH3OH(g)+H2O(g)　　　 △H1=-49.58KJ/mol

反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g) 　 CO(g)+H2O(g)　　　　　　 △H2

反应Ⅲ：CO(g)+2H2(g) 　　 CH3OH(g)　　　　　　　 △H3=-90.77KJ/mol

回答下列问题：

（1）反应Ⅱ的△H2= 　 ，反应Ⅰ自发进行条件是　　 （填“较低温”、“较高温”或“任意温度”）。

（2）在一定条件下3L恒容密闭容器中，充入一定量的氢气和二氧化碳仅反应反应Ⅰ，实验测得反应物在不同起始投入量下，

体系中二氧化碳的平衡转化率与温度的关系曲线，如图1所示。

① 氢气和二氧化碳的起始的投入量以A和B两种方式投入

A：n(H2)=3mol　　 n(CO2)=1.5mol

B：n(H2)=3mol　　 n(CO2)=2mol，曲线Ⅰ代表哪种投入方式 　　 　　 （用A、B表示）

②在温度为500K的条件下，按照A方式充入3摩尔氢气和1.5摩尔二氧化碳，该反应10分钟时达到平衡：A．此温度下的平衡常数为 　　 　　 ；500K时，若在此容器中开始充入0.3摩尔氢气和0.9摩尔二氧化碳、0.6摩尔甲醇、x摩尔水蒸气，若使反应在开始时正向进行，则x应满足的条件是　　　　 。

b．在此条件下，系统中甲醇的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示，当反应时间达到3分钟时，迅速将体系温度升至600K，请在图2中画出3～10分钟内容器中甲醇的浓度变化趋势曲线。

（3）固体氧化物燃料电池是一种新型的燃料电池，它是以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2-）在其间通过，该电池的工作原理如图3所示，其中多孔电极均不参与电极反应。图3是甲醇燃料电池的模型。

①写出该燃料电池的负极反应式　　　　 。

②如果用该电池作为电解装置，当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量最多为 　　 摩尔。

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甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，二氧化碳加氢合成甲醇是合理利用二氧化碳的有效途径。由二氧化碳制备甲醇过程中可能涉及反应如下：

反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）　　　　 △H1=－49.58KJ/mol

反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）　　　　 △H2

反应Ⅲ：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）　　　　 △H3=－90.77KJ/mol

回答下列问题：

（1）反应Ⅱ的△H2=　　　　　　　 ，反应Ⅲ自发进行条件是　　　　　　　 （填“较低温”、“较高温”或“任意温度”）。

（2）在一定条件下3L恒容密闭容器中，充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ，实验测得反应物在不同起始投入量下，体系中二氧化碳的平衡转化率与温度的关系曲线，如图1所示。

①氢气和二氧化碳的起始投入量以A和B两种方式投入：

A：n（H2）=3mol　　 n（CO2）=1.5mol　　　　　　　　

B：n（H2）=3mol　　 n（CO2）=2mol，

曲线Ⅰ代表哪种投入方式　　　　　　　 （用A、B表示）

②在温度为500K的条件下，按照A方式充入3mol氢气和1.5mol二氧化碳，该反应10min后达到平衡：此温度下的平衡常数为　　　　　　　 ；500K时，若在此容器中开始充入0.3mol氢气和0.9mol二氧化碳、0.6mol甲醇、xmol水蒸气，若使反应在开始时正向进行，则 x 应满足的条件是　　　　　　　 。

（3）在恒温恒压密闭容器中，充入一定量的H2和CO2（假定仅发生反应I），反应过程中，能判断反应I已达到平衡状态的标志是　　　　　　

A．断裂3molH-H键，同时有3molH-O键形成

B．容器内的压强保持不变

C．容器中气体的平均摩尔质量不变

D．容器中气体的密度保持不变

（4）以甲醇、氧气为原料，100mL 0.15mol/LNaOH溶液为电解质设计成燃料电池，若放电时参与反应的氧气体积为336mL（标况）产生的气体全部被NaOH溶液吸收，则所得溶液中溶质的成分及物质的量之比为　　　　　　　 ，溶液中各离子浓度由大到小的顺序　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是

A．甲醇 　 　 B．天然气　 　 C．液化石油气 　 　 D．氢气

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燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是（　　 ）

A．甲醇　　　　　　　　 B．天然气　　　　　 C．液化石油气　　　 　 D．氢气

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燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是（   ）

A．甲醇             B．天然气           C．液化石油气        D．氢气

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