甲醇是一种重要的试剂，氢气和二氧化碳在一定条件下可合成甲醇：CO2(g)+3H2 (g) ...

甲醇是一种重要的试剂，氢气和二氧化碳在一定条件下可合成甲醇：CO2(g)+3H2 (g) CH3 OH(g)+H2O(g)，在密闭容器中充入3mol氢气和1mol二氧化碳，测得混合气体中甲醇的体积分数与温度的关系如图A所示：

试回答下列问题：

(1)该反应是______(填“放热”或“吸热”)反应。该反应平衡常数的表达式是：______，为了降低合成甲醇的成本可采用的措施是______(任意写一条合理的建议)

(2)解释0~T0内，甲醇的体积分数变化趋势：______________________。

(3)氢气在Q点的转化率______(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)氢气在W点的转化率；其它条件相同，甲醇在Q点的正反应速率______甲醇在M点的正反应速率。

(4)图B表示氢气转化率α(H2)与投料比的关系，请在图B中画出两条变化曲线并标出曲线对应的条件，两条曲线对应的条件分别为：一条曲线对应的压强是1.01×105Pa；另一条曲线对应的压强是3.03×105Pa(其它条件相同)___________.

高二化学填空题简单题查看答案及解析

二氧化碳与氢气催化合成甲醇，发生的反应为：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）

（1）已知：计算上述反应的△H=______________kJ·mol-1。

（2）一定条件下，将n(CO2):n(H2)=1:1的混合气充入恒温恒容密闭容器中，下列事实可以说明该反应已达平衡的是_______________（填选项字母）。

A．容器内气体密度保持不变　　　　 B．H2O(g)与CO2(g)的生成速率之比为1∶1

C．容器中压强保持不变　　　　　　 D．该反应的平衡常数保持不变

（3）一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入1.2molCO2和3.6molH2，在不同催化剂作用下的反应I、反应II与反应III，相同时间内CO2转化率随温度变化的数据如表所示，据表中数据绘制下右图：

（T5时，图中C点转化率为66.67%，即转化了2/3）

① 催化剂效果最佳的反应是________________（填“反应I”，“反应II”，“反应III”）。

② T3的b点v（正）______v（逆）（填 “>”， “<”， “=” ）。

③ T4的a点转化率比T5 的c点高的原因是____________________________。

④ 求温度为T5时，该反应的平衡常数K =_______。要求在答题卡相应空白处写出计算过程（结果保留三位有效数字）

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

甲醇是一种重要的工业原料，利用甲醇可以制氢气．

Ⅰ．甲醇与水蒸气反应可以直接制得氢气．

已知CH3OH（g）+H2O（g）CO2（g）+3H2（g）△H＞0，一定条件下，向体积为2L的恒容器密闭容器中充入1.2molCH3OH（g）和2.8molH2O（g），实验测得，反应共吸收的能量和甲醇的体积分数随时间变化的曲线图象如图1．

（1）从反应开始至平衡，H2的平均反应速率为___________．

（2）该条件下，CH3OH（g）+H2O（g）CO2（g）+3H2（g）的△H=__________，该反应的平衡常数为__________．

（3）在D点时，将容器的体积压缩为原来的一半，同时再充入7.2mol的H2O（g），CH3OH（g）+H2O（g）CO2（g）+3H2（g）平衡_________________移动（填“往左”、“往右”或“不”）．

Ⅱ．将甲醇燃料电池高温电解等物质的量的H2O﹣CO2混合气体可以间接制备H2．其基本原理如图2所示．

（4）甲醇燃料电池以酸性溶液为电解质，写出电池负极的电极反应式_________．

（5）电解池中发生的总反应方程式为_________________．

（6）当质子交换膜中通过的H+数目为4.816×1023时，理论上电解池中产生的H2为_______________L（标准状况）．

高二化学解答题困难题查看答案及解析

在一定条件下，由CO2与H2反应可合成甲醇，反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；如图所示为向一固定容积为2 L的绝热密闭容器中加入1 mol CH3OH和1 mol H2O后，反应体系内CO2浓度的变化；其中第5 min 时，在其他条件不变的条件下，向容器中加入一定物质的量的 CO2和H2，第8 min 重新达到平衡状态，此时反应体系内c(H2)=c(CH3OH)。下列说法错误的是

A. 0~4 min 内，生成CO2的平均反应速率为0.025 mol·L-1·min-1

B. 第5 min 时在反应容器中加入了0.20 mol CO2和0.40 mol H2

C. 8 min后CH3OH的平衡浓度为0.425 mol·L-1

D. 前5 min CH3OH的转化率为20%，5~8 min H2的转化率为37.5%

高二化学单选题困难题查看答案及解析

(10分)甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：

CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ΔH＞0。

（1）在一定条件下，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CH3OH(g)和3 mol H2O(g)，20 s后，测得混合气体的压强是反应前的1.2倍，则用甲醇表示的该反应的速率为________。

（2）判断（1）中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号)________。

①v正(CH3OH)＝v正(CO2)

②混合气体的密度不变

③混合气体的平均相对分子质量不变

④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化

（3）下图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g),向B容器中充入1.2 mol CH3OH(g)和2.4 mol H2O(g)，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为a L。试回答：

①反应达到平衡时容器B的体积为1.5a L，容器B中CH3OH的转化率为________，A、B两容器中H2O(g)的体积百分含量的大小关系为B________A(填“＞”“＜”或“＝”)。

②若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为________L(连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响)。

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Ⅰ．甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：

CH3OH(g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g) ；△H>0

（1）一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g)，20s后，测得混合气体的压强是反应前的1.2倍，则用甲醇表示该反应的速率为　　　　　　 。

（2）判断 ⑴ 中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号)　　　　　　　　　 。

①v正(CH3OH) = 3v逆(H2)

②混合气体的密度不变　

③混合气体的平均相对分子质量不变

④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化

（3）右图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g)，向B容器中充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g)，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL，反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL，维持其他条件不变，若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为　　 L(连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响)。

Ⅱ．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(于固定容器中进行):2H2(g) + CO(g)CH3OH(g)

（1）下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)

①该反应的平衡常数表达式K=　　　　　　　　　 ，△H　　　　 0(填“>”、“<”或“=”)。

②300℃下，将2mol CO、6mol H2和4molCH3OH充入2L的密闭容器中，判断反应　　　　 (填“正向”或“逆向”)进行。

③要提高CO的转化率，可以采取的措施是_____________(填序号)。

a．升温　　　　　　　　　 b．加入催化剂　　　　　　　　　　 c．增加CO的浓度

d．加入H2加压　　　　 e．加入惰性气体加压　　　　　　 f．分离出甲醇

（2）右图表示在温度分别为T1、T2时，平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A__________C(填“＞”、“＝”或“＜”，下同)，A、C两点的化学平衡常数A___________C，由状态B到状态A，可采用____________的方法(填“升温”或“降温”)。

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(10分)甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：

CH3OH(g)＋H2O(g) CO2(g)＋3H2(g) ΔH＞0。

（1）在一定条件下，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CH3OH(g)和3 mol H2O(g)，20 s后，测得混合气体的压强是反应前的1.2倍，则用甲醇表示的该反应的速率为________。

（2）判断（1）中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号)________。

①v正(CH3OH)＝v正(CO2)

②混合气体的密度不变

③混合气体的平均相对分子质量不变

④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化

（3）下图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g),向B容器中充入1.2 mol CH3OH(g)和2.4 mol H2O(g)，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为a L。试回答：

①反应达到平衡时容器B的体积为1.5a L，容器B中CH3OH的转化率为________，A、B两容器中H2O(g)的体积百分含量的大小关系为B________A(填“＞”“＜”或“＝”)。

②若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为________L(连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响)。

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Ⅰ.甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)；△H>0

（1）一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g)，20s后，测得混合气体的压强是反应前的1.2倍，则用甲醇表示该反应的速率为___。

（2）如图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g)，向B容器中充入1.2molCH3OH(g)和2.4molH2O(g)，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL，反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL，维持其他条件不变，若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为___L(连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响)。

Ⅱ.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(于固定容器中进行)：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)

下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)

（1）300℃下，将2molCO、6molH2和4molCH3OH充入2L的密闭容器中，判断反应___(填“正向”或“逆向”)进行。

（2）要提高CO的转化率，可以采取的措施是___(填序号)。

a.升温　　 b.加入催化剂　　 c.增加CO的浓度　　 d.加入H2加压　　 e.加入惰性气体加压　　 f.分离出甲醇

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Ⅰ：工业上用CO₂和H₂在一定条件发生如下反应合成甲醇并放出大量的热：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₁    回答下列问题。

（1）已知：2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)   ΔH₂

则反应2CH₃OH(g)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)  ΔH=________（用含ΔH₁、ΔH₂表示）

（2）若反应温度升高，CO₂的转化率________ (填“增大”“减小”或“不变”）。

（3）写出在酸性环境中，甲醇燃料电池中的正极反应方程式________

Ⅱ：生产甲醇的原料H₂可用如下方法制得：CH₄(g) + H₂O(g)  CO(g) + 3H₂(g)，一定温度下，将2 mol CH₄和4 mol H₂O通入容积为10L的密闭反应室中，反应中CO的物质的量浓度的变化情况如图所示，请回答下列问题：

（4）反应进行到4分钟到达平衡。请计算从反应开始到刚刚平衡，平均反应速率v(H₂)为________；并求此反应在此温度下的平衡常数（在答题卡对应的方框内写出计算过程）。

（5）在第5分钟时将容器的体积瞬间缩小一半后，若在第8分钟时达到新的平衡（此时CO的浓度约为0.25 mol·L^—1 ），请在图中画出第5分钟后H₂浓度的变化曲线。

高二化学填空题极难题查看答案及解析

实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO₂转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：

CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，下图1表示该反应过程中能量变化：

（1）关于该反应的下列说法中，正确的是____________(填字母)。

A．△H＞0，△S＞0               B．△H＞0，△S＜0

C．△H＜0，△S＜0               D．△H＜0，△S＞0

（2）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO₂和4mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。

①从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率v(CO₂)＝________；

H₂的转化率w(H₂) =________。

②该反应的平衡常数表达式K＝________。

③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________ (填字母)。

A．升高温度

B．将CH₃OH(g)及时液化抽出

C．选择高效催化剂

（3）25℃，1.01×10⁵Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：_____________。

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