（16分）甲醇是重要的化工原料，在工业生产上的应用十分广泛，二氧化碳被认为是加剧温室效应的...

（16分）甲醇是重要的化工原料，在工业生产上的应用十分广泛，二氧化碳被认为是加剧温室效应的主要来源，如何有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。

（1）将CO2转化成甲醇燃料是减排、环保的一种科学方法。

已知：2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)；△H=－483. 6kJ·mol-1 ①

2CO2(g)+4H2O(g) 2CH3OH(g)＋3O2(g)；ΔH＝＋1352.8kJ·mol-1②

则反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)的ΔH＝　　　　 。

（2）500 ℃时，在体积为1 L 的固定容积的密闭容器中充入1mol CO2、3mol H2，测得CO2浓度与CH3OH 浓度随时间的变化如图所示，回答下列问题：

①计算从反应开始到10min时，H2的反应速率及该温度下反应的平衡常数。

（写出具体的计算过程）

②下列措施不能使CO2的转化率增大的是______（双选）。

A．在原容器中再充入lmol CO2

B．在原容器中再充入1mol H2

C．将反应体系温度降低

D．使用更有效的催化剂

③升高温度，800℃时，在体积为1 L 的固定容积的密闭容器中充入1mol CO2、3mol H2，在上图中画出CH3OH 浓度随时间变化的曲线（不需要定量计算）。

高二化学填空题极难题查看答案及解析

甲醇是重要的化工原料，在工业生产上的应用十分广泛。

（1）利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后可将H2与CO2转化为甲醇。

已知：光催化制氢：2H2O(l)==2H2(g)＋O2(g)　 ΔH＝＋571.5 kJ/mol

H2与CO2耦合反应：3H2(g)＋CO2(g)==CH3OH(l)＋H2O(l)　 ΔH＝－137.8 kJ/mol

则反应：2H2O(l)＋CO2(g) == CH3OH(l)＋3/2O2(g)的ΔH＝　　　 　　 　　 kJ/mol

你认为该方法需要解决的技术问题有　　　 　　 　　 。

a. 开发高效光催化剂

b. 将光催化制取的H2从反应体系中有效分离，并与CO2耦合催化转化

c. 二氧化碳及水资源的来源供应

（2）工业上由甲醇制取甲醛的两种方法如下（有关数据均为在298 K时测定）：

反应I：CH3OH(g)＝HCHO(g)＋H2(g)　 ΔH1＝＋92.09kJ/mol，K1＝3.92×10－11。

反应II：CH3OH(g)＋1/2O2(g)＝HCHO(g)＋H2O(g)　 ΔH2＝－149.73 kJ/mol，K2＝4.35×1029。

①从原子利用率看，反应（填“I”或“II”。下同）制甲醛的原子利用率更高　　　 　 　　 。从反应的焓变和平衡常数K值看，反应　　　　　 制甲醛更有利。(原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。)

②右图是甲醇制甲醛有关反应的lgK（平衡常数的对数值）随温度T的变化。图中曲线（1）表示　　　　　 （填“I”或“II”）的反应 。

（3）污水中的含氮化合物，通常先用生物膜脱氮工艺进行处理，在硝化细菌的作用下将NH4＋氧化为

NO3－（2NH4++3O2＝2HNO2+2H2O +2H+；2HNO2 +O2＝2HNO3）。然后加入甲醇，甲醇和NO3－反应转化为两种无毒气体。

①上述方法中，1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为　　　　　　　　　　 g。

②写出加入甲醇后反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（4）某溶液中发生反应：A2B+C，A的反应速率v(A)与时间t的图象如图所示。若溶液的体积为2L，且起始时只加入A物质，下列说法错误的是　　 　　 　　

A.图中阴影部分的面积表示0～2min内A的物质的量浓度的减小值

B.反应开始的前2min，A的平均反应速率小于0.375mol・L-1・min-1

C.至2min时，A的物质的量减小值介于0.5mol至1mol之间

D.至2min时，B的物质的量浓度c（B）介于1~1.5mol・L-1之间

高二化学简答题极难题查看答案及解析

燃煤技术的改进，有助于合理控制温室效应、环境污染，并能进行资源化利用，还可重新获得燃料或重要工业产品。工业上以煤和水为原料通过一系列转化变为清洁能源氢气和工业原料甲醇。

（1）若碳的燃烧热为393.5kJ·mol-1，氢气的燃烧热为285.8kJ·mol-1。已知反应

C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g) △H＞0，能否求出该反应的△H_______（填“能”或“不能”）。若能则求出其△H（若不能请说明理由）：_____________________。

（2）工业上也可以仅利用上述反应得到的CO2和H2进一步合成甲醇，反应方程式为：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g） △H＜0

①工业生产过程中CO2和H2的转化率________（填“前者大”、“后者大”、“一样大”或“无法判断”），为了提高甲醇的产率可以采取的措施是____________、____________（填两点）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。

i．用H2表示0-3min内该反应的平均反应速率______________。

ii．该温度下的平衡常数为__________________。10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，此时V正 _________V逆（填“＞”、“＜”或“＝”）。

iii．对于基元反应aA+bBcC+dD而言，其某一时刻的瞬时速率计算公式如下：正反应速率为V正=k正·c(A)a·c(B)b ；逆反应速率为V逆=k逆·c(C)c·c(D)d，其中k正、k逆为速率常数。若将上述反应视为基元反应则在上述条件下k逆∶k正=_________。反应进行到第3 min时V正 ：V逆 ＝________。

高二化学填空题中等难度题查看答案及解析

天然气是一种清洁的化石燃料，也是引起温室效应的一种物质。天然气的综合利用对节能减排、高效利用能源、减少二氧化碳排放有重大意义。作为化工原料，合成甲醇是天然气综合利用的重要途径。

CH4(g)+ CO2(g) 2CO(g)+ 2H2(g)△H=+247.3 kJ·mol—1　 　①

CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　 △H=+206.2 kJ·mol—1　　 ②

Ⅰ、合成甲醇的主要反应为：2H2(g)+ CO(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ·mol—1　

(1)该反应熵变△S________0(填“＞、＝或＜”)，该反应在______(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。

(2)生产过程中，合成气要循环，其目的是：________________________________。

(3)T℃下此反应的平衡常数为160。某时刻测得各组分的浓度如下，比较此时正、逆反应速率的大小：υ(正)________υ(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)

(4)在恒温恒容条件下，充入一定量的H2和CO，发生上述反应，则该反应达到平衡状态的标志有（__________________）

A.混合气体的密度保持不变　　　 B.混合气体的总压强保持不变

C.甲醇的浓度保持不变　　　　　　 D.υ正(H2)= υ逆(CH3OH)

(5)在恒温恒容条件下，要提高反应2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g)中CO的转化率，可以采取的措施是（______________）

A.升温　　　　　　　　　　 B.加入催化剂　　　　　　 C.增加CO的浓度

D.增加H2的浓度　　　　 E.充入惰性气体　　　　　 F.分离出甲醇

Ⅱ、合成甲醇的另一反应为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　 △H＝－akJ·mol－1(a＞0)。

在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 molCO2和3mol H2，发生上述反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

(6)下列措施中能使n(CH3OH )/n(CO2 )增大的是______(填编号)。

A.升高温度　　

B.恒温恒容下充入He(g)

C.将H2O(g)从体系中分离　　

D.恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2

(7)经计算该温度下此反应的平衡常数K=0.20　 L2·mol—2。若改变条件_________(填选项)，可使K＝1。

A.增大压强　　 B.增大反应物浓度　　　　 C.降低温度　

D.升高温度　 E.加入催化剂

(8)10min内，用H2表示的该反应的化学反应速率为=_________mol·L—1·min—1

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

（14）CO2是最重要温室气体,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2具有重大意义。

（1）科学家用H2和CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3.5 mol H2，在一定条件下反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示。

①写出该反应的化学方程式_______________________计算从反应开始到3 min时，氢气的平均反应速率v(H2)＝____________________。

②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是___________________ 。（双选、填序号）

A.在原容器中再充入1 mol H2　　　　　　 B.在原容器中再充入1 mol CO2

C.缩小容器的容积　　　　　　　　　　　　　 D.使用更有效的催化剂

（2）科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料，其热化学反应方程式为:

2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g) ΔH＝a kJ·mol－1，

在一定压强下，测得该反应的实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。

①上述反应的a________0(填“大于”或“小于”)。

②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，则该反应的反应热a值____(填“增大”、“减小”或“不变”)。

在一定温度下，增大的值，CO2转化率_________，生成乙醇的物质的量________(填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”)。

高二化学填空题极难题查看答案及解析

(8分) CO2是最重要温室气体,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2具有重大意义。

（1）科学家用H2和CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3．25 mol H2，在一定条件下反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示。

①写出该反应的化学方程式_______________________　 计算从反应开始到3 min时，氢气的平均反应速率v(H2)＝____________________。

②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是___________________ 。

A　 在原容器中再充入1 mol H2　 　　　　　 B　 在原容器中再充入1 mol CO2　　

C　　 缩小容器的容积　　　　　　 　　 D　 使用更有效的催化剂

E．在原容器中充入1 mol He　 F．将水蒸气从体系中分离出

（2）科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料，其热化学反应方程式为:2CO2(g)＋6H2(g) 　　 CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，

（3）在一定压强下，测得该反应的实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。

①上述反应的a________0(填“大于”或“小于”)。

②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，则该反应的反应热a值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③在一定温度下，增大的值，CO2转化率_________，生成乙醇的物质的量________(填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”)。

高二化学填空题中等难度题查看答案及解析

二氧化碳在石油开采、人工降雨、消防、有机合成等领域有着广泛的应用。

(1)甲醇是重要的化工原料。利用合成气(CO、CO2、H2)在催化剂作用下合成甲醇，已知反应相关的化学键键能数据如下:

写出CO2和H2在催化剂作用下生成CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式________

(2)CH4超干重整CO2的催化转化原理示意图如图所示:

①过程Ⅰ,生成1molH2时吸收123.5kJ热量，其热化学方程式是_______

②过程Ⅱ,实现了含然物种与含碳物种的分离，生成H2O(g)的化学方程式是________

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

I．甲醇是一种重要化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。

（1）利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 △H1

②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　 △H2 =41 kJ·mol-1 回答下列问题：　

①已知反应①中的相关的化学键键能（“CO”表示CO的化学键）数据见表：由此计算△H1=________ kJ·mol-1

②请写出CO2(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式：____________________该反应的平衡常数K3=_______________ 。 （反应①和反应②对应的平衡常数为K1和K2）

（2）由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电。该电池负极的电极反应式为________________。

Ⅱ．在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)+O2 (g)2NO2 (g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

（3）如图所示表示NO2变化曲线的是____，用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v=_____。

（4）能说明该反应已达到平衡状态的是_______（填序号）。

a．v(NO2) =2V(O2)　　　　 b．容器内压强保持不变

c．体系颜色不再改变　　 d．容器内密度保持不变

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

碳及其化合物在有机合成、能源开发等方面具有十分广泛的应用。

Ⅰ.工业生产精细化工产品乙二醛(OHC—CHO)

(1)乙醛(CH3CHO)液相硝酸氧化法

在Cu(NO3)2催化下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛，此反应的化学方程式为_____________，该法具有原料易得、反应条件温和等优点，但也存在比较明显的缺点： ___________________。

(2)乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法

①已知：2H2(g)+O2(g) ⇌2H2O(g)　 ΔH=－484 kJ/mol，化学平衡常数为K1。

OHC—CHO(g)+2H2(g) ⇌HOCH2CH2OH(g)　　 ΔH=－78 kJ/mol，化学平衡常数为K2。

则乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)＋O2(g) ⇌OHC—CHO(g)＋2H2O(g)的ΔH=______。相同温度下，该反应的化学平衡常数K=_______(用含K1、K2的代数式表示)。

②当原料气中氧醇比为4∶3时，乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如下图所示。反应温度在450～495 ℃之间和超过495℃时，乙二醛产率降低的主要原因分别是____________、___________。

Ⅱ.副产物CO2的再利用

(3)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示，则下列说法正确的是______(填字母)。

A.550℃时，若充入氢气，则v正、v逆均减小，平衡不移动

B.650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25%

C.T℃时，若再充入等物质的量的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动

D.925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p总

已知：计算用平衡分压代替平衡浓度，气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景。工业生产甲醇的常用方法是CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　 ΔH＜0。

（1）在25℃、101 kPa下，1 g甲醇（液态）完全燃烧后，恢复到原状态放热Q kJ，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）工业上利用甲醇制备氢气常用的方法之一是甲醇蒸气重整法。此方法当中的一个主要反应为CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g)，说明该反应能自发进行的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）甲醇燃料电池由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染、可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。其工作原理如右图，质子交换膜左右两侧的溶液均为1L 1.5 mol/L H2SO4 溶液。

①通入气体a的电极是电池的______________（填“正”或“负”）极，其电极反应式为_______________；

②当电池中有2 mol e－发生转移时，左右两侧溶液的质量之差为__________________（忽略气体的溶解，假设反应物完全耗尽）。

高二化学填空题困难题查看答案及解析