利用合成气（H2＋CO）生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化，合成气也可合成醛、酸、酯等多...

利用合成气（H₂＋CO）生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化，合成气也可合成醛、酸、酯等多种产物，下列表述正确的是（     ）

①       以合成气为原料的反应都是化合反应

②       改变合成气中CO与H₂的体积比，可得到不同的产物

③       合成气的转化反应需在适当的温度和压强下,催化完成

④       从合成气出发生成气态烃或醇类有机物是实现“煤变油”的在效途径

⑤       以合成气为原料的反应产物中不可能有烯烃或水

A．①②④　　B．②③④　　C．②④⑤　　D．③④⑤

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工业生产中物质的循环利用有多种模式。例如：

下列表述正确的是　　 (　　)。

A．图Ⅰ可用于合成氨中N2、H2的循环

B．图Ⅰ可用于氨碱法制纯碱中CO2的循环

C．图Ⅱ可用于电解饱和食盐水中NaCl的循环

D．图Ⅲ可用于氨氧化法制硝酸中NO的循环

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工业上可利用合成气（CO和H2的混合气体）生产甲醇。已知：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 ΔH＝－92.9 kJ/mol，一定条件下，该反应在一体积固定的密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是

A．该反应的△S＜0

B．该反应在任何温度下均能自发进行

C．向容器中充入少量He，平衡向正反应方向移动

D．升高温度平衡向正反应方向移动

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工业上可利用合成气（CO和H₂的混合气体）生产甲醇。已知：

CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) ΔH=—92.9kJ/mo1

一定条件下，该反应在一体积固定的密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是

A．该反应的△S<0

B．该反应在任何温度下均能自发进行

C．向容器中充入少量He，平衡向正反应方向移动

D．升高温度平衡向正反应方向移动

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近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化生产研究，实现可持续发展。

（1）已知：CO2(g)+H2(g)H2O(g) +CO(g) ΔH1= + 41.1 kJ•mol-1 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=－90.0 kJ•mol-1

写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式：_________________________________。

（2）为提高CH3OH产率，理论上应采用的条件是_______________________（填字母）。

A．高温高压　　 B．低温低压　　 C．高温低压　　 D．低温高压

（3）250℃、在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g)，下图为不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X 平衡转化率变化曲线。

① 反应物X 是_____（填“CO2”或“H2”）。

② 判断依据是_____。

（4）250℃、在体积为 2.0L 的恒容密闭容器中加入6mol H2、2mol CO2和催化剂，10min 时反应达到平衡，测得 c(CH3OH) = 0.75 mol·L－1。

① 前 10min 的平均反应速率 v(H2)＝_____mol·L－1·min－1。

② 经计算化学平衡常数 K =_____________________。

③ 催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，四组实验数据如下：

（注：甲醇选择性是指的是转化的CO2中生成甲醇的百分含量）

根据上表所给数据，用CO2生产甲醇的最优选项为_____（填字母）。

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使用石油热裂解的副产物CH4来制取CO和H2，其生产流程如下图：

（1）工业上常利用反应Ⅰ产生的CO和H2合成可再生能源甲醇。

①已知CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1和726.5 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）此流程的第I步反应为：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)，一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。则P1_________P2。（填“<”、“>”或“＝”）100℃时，将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为10L的恒容密闭容器中，达到平衡时CH4的转化率为0.5。此时该反应的平衡常数K＝____________。

（3）此流程的第II步反应CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)，

的平衡常数随温度的变化如下表：

从上表可以推断：该反应是　　　　　　 反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，反应达到平衡时，CO的转化率为　　　　　　　 。

右图表示该反应在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件引起浓度变化的情况：图中t2时刻发生改变的条件是____（写出一种）。

（4）某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3（NO3-），装置如图，电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、CO、SO2等气体，严重污染空气。对废气进行处理可实现绿色环保、废物利用。

Ⅰ.CO可用于合成甲醇

（1）已知CO、H2、CH3OH(g)的燃烧热△H分别为：-283.0kJ／mol、-285.8 kJ/mol、-764.5kJ/mol，则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H=________。

（2）将lmolCO和2molH2充入密闭容器中发生上述反应。其他条件相同时．CO的平衡转化率与压强（P）和温度（T）的关系如图所示。

① A、B两点CH3OH的质量分数ω（A）_____ω（B ）（填“>”、“<”或“=”）。

② C、D两点的逆反应速率：v(C)_____v(D)（同上）。

③ 200℃ 时，测得E点的容器容积为10L。该温度下，反应的平街常数K=_______；保持温度和容积不变，再向容器中充入lmolCO、lmolH2和xmolCH3OH时，若使v正＞v逆，则x的取值范围为________。

Ⅱ. CO2的综合利用

（3）CO2转化为甲醇有广泛应用前景。T℃时，在容积为lL的恒容密闭容器中，充入lmolCO2和3molH2,发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H<0，达到平衡状态,其它条件不变，下列措施中能使增大的是______（填选项字母）。

A．升高温度　　　　　　　　　 B．再充入1molCH3OH(g)和1molH2O(g)　　

C．加入催化剂　　　　　　　　 D．再充入一定量H2O

Ⅲ.（4）如图电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-。物质A的化学式为_____，阴极的电极反应式是_____________。

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能源、环境与生产生活和社会发展密切相关。

（1）工业上利用CO和H2在催化剂作用下合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ，已知反应中有关物质的化学键键能数据如下表所示：

则 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　　 △H=__________kJ•mol-1

（2）以甲醇为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池。如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。

B极为电池______极，B极的电极反应式为_________________________________。

（3）参考合成反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数，回答下列问题：

①该反应正反应是 ___________（填“放热”或“吸热”）反应；

②在T℃时，1L密闭容器中，投入0.1molCO和0.2molH2，达到平衡时，CO转化率为50%，则T=__________℃。

（4）CH3OH也可由CO2和H2合成。在体积为1L的密闭容器中，充入lmolCO2和3molH2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= — 49.0kJ/mol，测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。

①该反应的平衡常数表达式为K=_______；从反应开始到10min，v(H2)=_____mol/(L·min)；

②下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是___________(填字母)

A．v(CO2)消耗 = v(CH3OH)生成　　　　　　　　　　

B．气体的密度不再随时间改变

C．CO2和CH3OH的浓度之比不再随时间改变

D．气体的平均相对分子质量不再随时间改变

③为了加快化学反应速率且使体系中气体的物质的量增大，只改变下列某一条件，可采取的措施有__ (填字母)

A．升高温度　　　　　　　　　 B．缩小容器体积　　

C．再充入CO2气体　　　　　 D．使用合适的催化剂

④相同温度下，在另一个容积为1 L的密闭容器中充入2mol CH3OH(g)和2molH2O(g)，达到平衡时CO2的浓度_______(填“>”、“ <”或“=”)0.25mol/L。

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利用N2和H2可以实现NH3的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题：

（1）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）；△H=+180.5kJ/mol

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；△H=﹣92.4kJ/mol

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；△H=﹣483.6kJ/mol

写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为。

（2）N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2。

写出石墨I电极上发生反应的电极反应式　　　　　　　　　　 ；

在电解池中生成N2O5的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）以甲醇燃料电池为电源，用惰性电极电解饱和NaCl溶液时，每消耗0.2molCH3OH，阴极产生标况下气体的体积为　　　　　　　　　　　　　　 L。

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