（15分）甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應來合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

   （1）下圖是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線。

       ①該反應的焓變       0（填“>”、“<”或“=”）。

       ②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1      K2（填“>”、“<”或“=”）。

       ③若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產率的是           。

       a.升高溫度                                               b.將CH3OH（g）從體系中分離

c.使用合適的催化劑                                 d.充入He，使體系總壓強增大

   （2）已知在常溫常壓下

       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

       則,CH3(OH)(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)  =       kJ·mol-1

   （3）2009年10月，中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電堆。甲醇燃料電池的工作原理如圖所示。

       ①該電池工作時，b口通入的物質為        ，c口通入的

物質為          。

       ②該電池正極的電極反應式為：                。

       ③工作一段時間后，當6.4g甲醇完全反應生成CO2時，

有        NA個電子轉移。

   （4）以上述電池做電源，用下圖所示裝置，在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁，原因是（用相關的電極反應式和離子方程式表示）：

                            ，                        。

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

能源短缺是人類面臨的重大問題．甲醇是一種可再生能源．具有廣泛的開發(fā)和應用前景．因此甲醇被稱為21世紀的新型燃料．
（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應合成甲醇：
反應A：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1
反應B：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H2
①下列條件中，能說明反應A達到平衡狀態(tài)的是
C
C
．
A．生成甲醇的速率與生成水的速率相等    B．v（H2）/3=v（CH3OH）
C．恒容容器中，體系的壓強不再改變      D．恒容容器中，混合氣體密度不再發(fā)生改變
②在一定的壓強下，將CO與H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇，則
△H2
＜
＜
0，△S
＜
＜
0（填“＞”、“=”或“＜”）．
③對于反應B，若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產率的是
BD
BD
．
A．升高溫度                        B．將CH3OH（g）從體系中分離
C．充入He，使體系總壓強增大        D．按原比例再充入CO和H．
④某溫度下，將2mol CO和6mol H2，充入2L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol?L-1，則CO的轉化率為
80%
80%
，則該溫度下該反應的平衡常數(shù)為
2.04
2.04
．
（2）已知在常溫常壓下：
①2CH3OH（I）十3O2（g）=CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ?mol-1
②2CO（g）+O2 （g）═2CO2 （g）△H=-566.0kJ?mol-1
③H2O（g）═H2O（l）△H=-44.0kJ．mol-1
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ/mol
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ/mol
．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2011?濟南一模）（實驗班必做，平行班選作）

甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應來合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
（1）分析該反應并回答下列問題：
①平衡常數(shù)的表達式為K=
c(CH3OH)
c(CO)?c2H(2)
c(CH3OH)
c(CO)?c2H(2)
．
②下列各項中，不能說明該反應已經(jīng)達到平衡的是
d
d
（填字母編號）．
a．恒溫、恒容條件下，容器內的壓強不發(fā)生變化
b．一定條件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
c．恒溫、恒容條件下，CO、H2和CH3OH的濃度保持不變
d．一定條件下，單位時間內消耗1mol CO，同時生成1mol CH3OH
（2）如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線．該反應的△H
＜
＜
0（填“＞”、“＜”或“=”）；T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1
＞
＞
K2（填“＞”、“＜”或“=”）．若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產率的是
b
b
（填字母編號）．
a．升高溫度              b．將CH3OH（g）從體系中分離
c．使用合適的催化劑      d．充入He（g），使壓強增大
（3）已知在常溫常壓下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-b kJ?mol-1
③H2O（g）=H2O（l）△H=-c kJ?mol-1
則CH3OH（l）和O2生成CO和H2O（l）的熱化學方程式是：
2CH3OH（1）+2O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）△H=-（a+4c-b）kJ?mol-1
2CH3OH（1）+2O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）△H=-（a+4c-b）kJ?mol-1
．
（4）2009年10月，中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破，組裝出自呼吸電池及主動式電堆．甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示．該電池工作時，b口通入的物質是
甲醇
甲醇
，正極上的電極反應式為
O2+4H++4e-=2H2O
O2+4H++4e-=2H2O
．
（5）以上述電池做電源，用如圖3所示裝置，在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁，原因是（用相關的電極反應式和離子方程式表示）：
Al-3e-=Al3+，Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+CO2↑
Al-3e-=Al3+，Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+CO2↑
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

能源短缺是人類面臨的重大問題．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景．
（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應合成甲醇：
反應I：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1
反應II：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H2
下表所列數(shù)據(jù)是反應Ⅱ在不同溫度下的化學平衡常數(shù)（K）
溫度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
①由表中數(shù)據(jù)判斷△H2
＜
＜
0（填“＞”、“＜”或“=”），
②若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產率的是
BE
BE
，
A．升高溫度         B．將CH3OH（g）從體系中分離     C．使用合適的催化劑
D．充入He，使體系總壓強增大            E．按原比例再充入 CO和 H2
③某溫度下，將2mol CO和6mol H2充入2L的恒容密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol?L-1，則CO的轉化率為
80%
80%
，此時的溫度為
250°C
250°C
（從上表中選擇）；
④恒溫下，1mol CO和nmol H2在一個容積可變的密閉容器中反應達到平衡后，生成a molCH3OH．若起始時放入3molCO+3nmolH2，則達平衡時生成CH3OH
3a
3a
mol．
（2）某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反應原理，設計如圖所示的原電池裝置．
①該電池工作時，OH-向
負
負
極移動（填“正”或“負”），
②該電池正極的電極反應式為
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（一）恒溫恒容下，將2mol A氣體和2mol B氣體通入體積為2L的密閉容器中發(fā)生如下反應：2A（g）+B（g）?x C（g）+2D（s），2min時反應達到平衡狀態(tài)，此時剩余1.2mol B，并測得C的濃度為1.2mol?L-1．
（1）從開始反應至達到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應速率為
0.6mol/（L?min）
0.6mol/（L?min）
．
（2）x=
3
3
．
（3）A的轉化率與B的轉化率之比為
2：1
2：1
．
（4）下列各項可作為該反應達到平衡狀態(tài)的標志的是
B
B
．
A．壓強不再變化        B．氣體密度不再變化
C．A的消耗速率與B的消耗速率之比為2：1
（二）能源短缺是人類社會面臨的重大問題．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景．
（1）工業(yè)上合成甲醇的反應原理為：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H，
下表所列數(shù)據(jù)是該反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù)（K）．
溫度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷△H
＜
＜
0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
②在300℃時，將2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容積為1L的密閉容器中，此時反應將
A
A
．
A．向正方向移動   B．向逆方向移動   C．處于平衡狀態(tài)   D．無法判斷
（2）已知在常溫常壓下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）△H=-1451.6kJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566.0kJ?mol-1
寫出該條件下甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式：
CH3OH（l）+O2（g）═CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ/mol
CH3OH（l）+O2（g）═CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ/mol
．
（3）以甲醇、氧氣為原料，KOH溶液作為電解質構成燃料電池總反應為：2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O，則正極的電極反應式為
O2+2H2O+4e-═4OH-
O2+2H2O+4e-═4OH-
，隨著反應的不斷進行溶液的pH
減小
減小
（填“增大”“減小”或“不變”）．
（4）如果以該燃料電池為電源，石墨作兩極電解飽和食鹽水，則該電解過程中陽極的電極反應式為
2Cl--2e-═Cl2↑
2Cl--2e-═Cl2↑
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

（2012?紅橋區(qū)一模）能源短缺是人類社會面臨的重大問題．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景．
（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應合成甲醇：
反應Ⅰ：CO （g）+2H2 （g）?CH3OH （g）△H1
反應Ⅱ：CO2（g）+3H2 （g）?CH3OH （g）+H2O （g）△H2
①上述反應符合．“原子經(jīng)濟”原則的是
Ⅰ
Ⅰ
（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）；
②下表所列數(shù)據(jù)是反應Ⅰ在不同溫度下的化學平衡常數(shù)（K）．
溫度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
由表中數(shù)據(jù)判斷△H1
＜
＜
0（填“＞”、“=”或“＜”），反應Ⅰ的平衡常數(shù)的表達式是
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
．
③某溫度下，將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中，按反應Ⅰ充分反應達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉化率為
80%
80%
．
（2）根據(jù)如圖所示的能量變化寫出由碳轉化成CO的熱化學方程式
C（s）+1/2O2（g）=CO （g）△H=-110.6 kJ/mol
C（s）+1/2O2（g）=CO （g）△H=-110.6 kJ/mol
．
（3）某同學設計了一個甲醇燃料電池，并用該電池電解200mL一定濃度NaCl與CuSO4混合溶液，其裝置如下1圖：

①寫出甲中通入甲醇這一極的電極反應式
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
．
③理論上乙中兩極所得氣體的體積隨時間變化的關系如題2圖所示（氣體體積已換算成標準狀況下的體積），寫出在t1后，石墨電極上的電極反應式
4OH--4e-=O2↑+2H2O
4OH--4e-=O2↑+2H2O
；在t2時所得溶液的pH約為
1
1
．（溶液體積變化忽略不計）

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