甲醇是一种可再生能源,又是一种重要的化工原料.具有广阔的开发和应用前景。工业上可用如下方法...

（15分）甲醇是一种可再生能源，又是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上可用如下方法合成甲醇：

（1）已知：① 2CH3OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 4H2O(g)　　 △H=－1275.6 kJ•mol-1

② 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g)　　 △H=－566.0 kJ•mol-1

③ H2O(l) = H2O(g)　　 △H = + 44.0 kJ•mol-1

则甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学反应方程式为　　　　　　　　　 。

（2）方法一生产甲醇是目前工业上常用的方法。在一定温度下，向2L密闭容器中充入1molCO和2molH2，发生上述反应，5分钟反应达平衡，此时CO的转化率为80%。请回答下列问题：

①前5分钟内甲醇的平均反应速率为　　　　　　　　 ；已知该反应在低温下能自发进行，则反应的

△H为　　　　 （填“＞”、“＜”或 “=”）0。

②在该温度下反应的平衡常数K=　　　　　　 。

③某时刻向该平衡体系中加入CO、H2、CH3OH各0.2mol后，将使ν正 　　　　　　　 ν逆（填“>”“=”“<”）。

（3）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示。

①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为　　　　 　　　　 　　 。

②充电过程中，右槽溶液颜色变化是　　　　　　 　　　　　　　　　　 。

③若用甲醇燃料电池作为电源对其充电时，若消耗甲醇4.8g时，电路中转移的电量的为　　　　　　 （法拉第常数F=9.65×l04C · mol-1)。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

甲醇是一种可再生能源,又是一种重要的化工原料.具有广阔的开发和应用前景。工业上可用如下方法合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g).

(1) 已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)  △H=-1275.6kJ·mol-1;

②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)  △H=-566.0kJ·mol-1;

③H2O(l)=H2O(g)  △H=+44.0kJ·mol-1.

则甲醇液体不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式为__________。

(2) 在一定温度下,向2L密闭容器中充人1mol CO和2mol H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),5min反应达到平衡,此时CO的转化率为80%。

①前5min内甲醇的平均反应速率为__________;已知该反应在低温下能自发进行,则反应的△H_______0(填“>”“<”或“=”)。

②在该温度下反应的平衡常数K=__________。

③某时刻向该平衡体系中加人CO、H2、CH3OH各0.2mol后,则v正__________v逆(填“>”“=”或“<”)。

④当反应达到平衡时,__________(填字母)。

a.混合气体的压强不再发生变化　　　　　　　 b.反应物不再转化为生成物

c.v正(CO)=2v逆(H2)　　　　　　　　　　　　　　 d.v(H2)=2v(CH3OH)

e.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比

(3) "甲醇---过氧化氢燃料电池"的结构主要包括燃料腔、 氧化剂腔和质子交换膜三部分.放电过程中其中一个腔中生成了CO2。

①放电过程中生成H+的反应,发生在__________腔中,该腔中的电极反应式为__________.

②该电池工作过程中,当消耗甲醇4.8g时.电路中通过的电量为__________(法拉第常数F=9.65×104C·mol-1)

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

高三化学解答题中等难度题查看答案及解析

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。工业上一般以CO和H₂为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)  △H₁=－116 kJ·mol^－1

（1）下列有关上述反应的说法正确的是________。

a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡

b．一定条件下，H₂的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡

c．保持容器体积不变，升高温度可提高CO的转化率

d．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH₃OH的产量

（2）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H₂和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。

①在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是________。

②利用图中a点对应的数据，计算该反应在对应温度下的平衡常数K （写出计算过程）。

③在答题卡相应位置上画出：上述反应达到平衡后，减小体系压强至达到新的平衡过程中，正逆反应速率与时间的变化关系图并标注。

（3）已知：CO(g)+O₂(g)=CO₂(g) △H₂=－283 kJ·mol^－1

H₂(g)+O₂(g)=H₂O(g)       △H₃=－242 kJ·mol^－1

则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO ₂和水蒸气时的热化学方程式为________。

高三化学计算题极难题查看答案及解析

化学平衡原理是中学化学学习的重要内容，请回答下列问题：

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用合成气（主要成分CO、H2）制备甲醇。

（1）己知：CO、H2、CH3OH、的燃烧热（△H）分别为-283.0kJ/mol、-241.8kJ/mol、-192.2 kJ/mol，请写出合成气制备甲醇的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2，发生CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）反应，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是______（填选项字母）。

（3）在T1℃时，在体积为5 L的恒容容器中充入3 mol的合成气，反应达到平衡时CH3OH的体积分数与n（H2）／n（CO）的关系如图所示。H2和CO按2:1投入时经过5 min达到平衡，则5 min内用H2表示的反应速率为v（H2）=_______。温度不变，当时，达到平衡状态，CH3OH的体积分数可能是图象中的______点。

（4）含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2，然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式：________________________。

（5）水的自偶电离可表示为H2O+H2OH3O++OH-。与水电离相似，甲醇也能发生自偶电离，请写出甲醇的自偶电离方程式_______________________________________，往甲醇中加入少量金属钠反应生成甲醇钠，则反应后的混合液中的电荷守恒式_____________________________。

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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： CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g)。

（1） 分析该反应并回答下列问题：

① 平衡常数表达式为K=________。

② 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） 下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） 已知在常温常压下：

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

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

③ H₂O(g)= H₂O(l)  ΔH＝-c kJ·mol-1

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

（4） 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，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。

① 该电池工作时，b口通入的物质为____________, c口通入的物质为__________。

② 该电池正极的电极反应式为:_______________________________。

③ 工作一段时间后，当6.4 g甲醇完全反应生成CO₂时，有___________N_A个电子转移。

（5） 以上述电池做电源，用上图所示装置，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是（用相关的电极反应式和离子方程式表示）：

_______________________________________________________，

_______________________________________________________。

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甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，可用Pt/Al2O3、Pd/C、 Rh/SiO2等作催化剂，采用如下反应来合成甲醇:2H2 (g)+CO(g)⇌CH3OH(g)

(1)下表所列数据是各化学键的键能，该反应的ΔH=_______(用含字母的代数式表示)。

(2)某科研小组用Pd/C作催化剂，在450℃时，研究了n(H):n(CO)分别为2:1、3:1时CO转化率的变化情况(如图)，则图中表示n(H2)：n(CO)=3:1的变化曲线为______(填“曲线a"或“曲线b”)。

(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应，在2L的恒容密闭容器内充入1 mol CO和2molH2，加入合适催化剂后在某温度下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：

则从反应开始到20min时，CO的平均反应速率为________,该温度下的平衡常数K为_______.

(4)将CO和H2加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH<0。平衡时CO的体积分数(%)与温度和压强的关系如下图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。

T1、T2、T3由大到小的关系是_________,判断理由是____________

(5)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池，其工作原理如图

①石墨2为__________ (填“正“或“负“)极。

②石墨1极发生的电极反应式为________

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（15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)。

（1）下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________0（填“>”、“<”或“=”）。

②T₁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

（2）已知在常温常压下

①2CH₃OH(1)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)  =-akJ·mol^-1

②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)  =-bkJ·mol^-1

③H₂O(g)=H₂O(1)   =-ckJ·mol^-1

则,CH₃(OH)(1)+O₂(g)=CO(g)+2H₂O(1)   =________kJ·mol^-1

（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，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。

①该电池工作时，b口通入的物质为________，c口通入的

物质为________。

②该电池正极的电极反应式为：________。

③工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO₂时，

有________N_A个电子转移。

（4）以上述电池做电源，用下图所示装置，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是（用相关的电极反应式和离子方程式表示）：

________，________。

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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，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___________个电子转移

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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，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：2H2(g)+CO(g)═CH3OH(g)　 △H=-90.8 kJ/mol。

（1）T℃下上述反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中开始只加入CO、H2，反应10min后测得各组分的浓度如下：

①该时间段内反应速度v(H2)=　　　　 　　 　　 。

②升高温度后，K　　　 　　 (填“＞”“＜”或“=”)160。

③比较此时正、逆反应速率的大小：　　 　　　 　　 (填“＞”“＜”或“=”)。

（2）①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，使体系总压强增大

②下列情形能说明该反应已达到平衡状态的是　　　　 　　 　　 (填序号)．

A．每消耗1mol CO的同时生成2molH2

B．容器中混合气体的密度不随时间而变化

C．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

（3）已知在常温常压下：已知在常温常压下：

①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1

③H2O(g)=H2O(l)△H=-ckJ•mol-1

则CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=_________

（4）甲醇燃烧电池容易携带、容易存储等优点，目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源。右图是甲醇的质子交换燃料电池膜型，X极的电极反应式为　　　　　　　 ，空气以20%为氧气计算，极每消耗1甲醇，Y极必须消耗标准状况下　　 　　 L空气中的氧气。

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