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    （14分）甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。①CH4（g）＋H2O （g） CO（g）＋3H2（g）   △H1    ②CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） △H2  将0．2mol CH4和0．3mol H2O（g）通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH4的转化率与温度．压强的关系如图所示：

    （1）温度不变，缩小体积，增大压强，①的反应速率             （填“增大”．“减小”．“不变”），平衡向           方向移动。

    （2）反应①的△H1       0，（填“﹤”“﹦”“﹥”），其平衡常数表达式为K=               ，100℃，压强为p1时平衡常数的值是                。

    （3）在压强为0．1Mpa条件下，将a mol CO与3a molH2的混合气体在催化剂作用下进行反应②。为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下空格中填入剩余的实验条件数据。

    实验编号

    T℃

    n（CO）/n（H2）

    p （Mpa）

    I

    150

    1/3

    0．1

    Ⅱ

     

     

    5

    Ⅲ

    350

     

    5

    （4）近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过，其工作原理示意图如下：

    请回答

    ①Pt（a）电极的电极反应式为                                           

    ②如果该电池工作时电路中通过2mol电子则消耗的CH3OH有          mol。

     

    （1）增大（1分）   逆反应（或向左） （1分）

           （2）﹥ （1分）   c （CO）·c3（H2）/c （CH4）·c（H2O）（2分）    1．35×10-3（2分）

           （3）II  150    1/3        III  1/3    （每空1分共3分）

           （4）①CH3OH  +  H2O-6e-  = CO2↑+ 6 H+    （2分）

           ②1/3   （2分）

    解析:

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2012?丹东模拟）能源短缺是人类面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源．具有广泛的开发和应用前景．因此甲醇被称为21世纪的新型燃料．
    （1）已知在常温常压下：
    ①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=_1275.6kJ?mol-1
    ②H2O（l）═H2O（g）△H=+44.0kJ．mol-1
    写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式：
    CH3OH（g）+
    3
    2
    O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.8kJ/mol
    CH3OH（g）+
    3
    2
    O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.8kJ/mol
    ．
    （2）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
    反应A：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1
    反应B：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H2
    取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH） 与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H1
    ＜
    ＜
    0（填“＞”、“＜”或“=”）．
    ②对于反应A，若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是
    BD
    BD
    ．
    A．升高温度                              B．增加CO2的量
    C．充入He，使体系总压强增大             D．按原比例再充入CO2和H2
    ③某温度下，将4mol CO和12mol H2，充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.5mol?L-1，则该温度下该反应的平衡常数为
    0.33
    0.33
    ．
    ④．某种甲醇-空气燃料电池是采用铂作为电极，稀硫酸作电解质溶液．其工作时负极的电极反应式可表示为
    CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2↑
    CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2↑

    （3）对燃煤烟气中的SO2、NO2设物质的量之比为1：1，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥，则该反应的化学方程式为
    12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4（NH4）2SO4+4NH4NO3
    12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4（NH4）2SO4+4NH4NO3
    ．
    （4）在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c（Na+）+c（H+）
    ＜
    ＜
     c（NO3-）+c（OH-）（填写“＞”“=”或“＜”）

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    二甲醚和甲醇被称为21世纪的新型燃料，以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如图1：

    I：（1）在一定条件下，容积为 100L密闭容器中发生反应：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）；△H＞0
    将1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入该密闭容器 l0min时有0.1mol CO生成，则10min内该反应的平均速率v（H2）
    0.0003mo1?L-1?min-1
    0.0003mo1?L-1?min-1
    ．
    （2）在压强为0.1MPa条件下，容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图2．
    ①该反应的△H
    ＜
    ＜
    0 （填“＜”、“＞”或“=”）．
    ②100℃时该反应的平衡常数K=
    V2
    a2
    V2
    a2
    （用含a、V的代数式表示）．
    ③在温度容积不变的情况下，向该密闭容器再增加a mol CO与 2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率
    增大
    增大
    （填“增大”、“减小”或“不变”）．平衡常数
    不变
    不变
    （填“增大”、“减小”或“不变”）
    ④在某温度下，向一个容积不变的密闭容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2反应生成CH3OH（g），达到平衡时CO的转化率为90%，此时容器内的压强为开始时的
    0.55
    0.55
    倍．
    II：某温度下，向密闭容器中充入2.0mol CO和1.0mol H2O，发生反应：
    CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）．CO的转化率随时间变化关系如图2，回答下列问题：
    （1）如果一个可逆反应的平衡常数K值很大，下列说法正确的是
    C
    C
    （填字母）．
    A．该反应的反应物混合后很不稳定
    B．该反应一旦发生将在很短的时间内完成
    C．该反应达平衡时至少有一种反应物的百分含量很小
    D．该反应一定是放热反应   E．该反应使用催化剂意义不大
    （2）t2时刻向平衡体系中再通入1.0mol H2O（g），请在原坐标图3中将改变这一条件后CO的转化率的变化结果表示出来．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应I和Ⅱ，用CH4和H2O为原料来制备甲醇．

    （1）将1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）Ⅰ
    CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1．①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均速率为
    0.0030mol?L-1?min-1
    0.0030mol?L-1?min-1
    ．
    ②图中的P1
    ＜
    ＜
    P2（填“＜”、“＞”或“=”），100℃时平衡常数的值为
    2.25×10-4
    2.25×10-4
    ．
    ③在其它条件不变的情况下降低温度，逆反应速率将
    减小
    减小
    （填“增大”“减小”或“不变”）．
    （2）在压强为0.1MPa条件下，将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）Ⅱ．
    ④该反应的△H
    ＜
    ＜
    0，△S
    ＜
    ＜
    0（填“＜”、“＞”或“=”）．
    ⑤若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是
    BD
    BD
    ．
    A．升高温度                     B．将CH3OH（g）从体系中分离
    C．充入He，使体系总压强增大      D．再充入1mol CO和3mol H2
    ⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中．
    实验编号 T（℃） n（CO）/n（H2） P（MPa）
    i 150
    1
    3
    		 0.1
    ii
    150
    150
    1
    3
    1
    3
    		 5
    iii 350
    1
    3
    1
    3
    		 5
    A．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据．
    B．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图（如图2），并标明各曲线的压强．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，因此甲醇被称为21世纪的新型燃料．工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．图l表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化图．
    请回答下列问题：
    （1）在“图1”中，曲线
    b
    b
    （填“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于
    放热
    放热
    （填“吸热”或“放热”）反应．
    （2）根据“图2”判断，下列说法正确的是
    bcd
    bcd

    a．起始充入的CO为1mol
    b．增加CO浓度，可使H2的转化率增大
    c．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态
    d．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1molCO和2molH2，再次达到平衡时n（CH3OH）/n（CO）会增大
    （3）从反应开始到建立平衡，v（H2）=
    0.15moL/（L?min）
    0.15moL/（L?min）
    ；该温度下CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的化学平衡常数为
    12
    12
    ．若保持其它条件不变，将反应体系升温，则该反应的化学平衡常数将
    减小
    减小
    （填“增大”、“减小”或“不变”）．
    （4）请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线（在曲线上标出P1、P2，且P1＞P2）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    甲醇被称为21世纪的新型燃料，甲烷可制成合成气（CO、H2），再制成甲醇，
    代替日益供应紧张的燃油．
    （1）已知：①CH4（g）+H2O （g）=CO （g）+3H2（g）△H1=+206.2kJ?mol-1
    ②CH4（g）+
    12
    O2（g）=CO（g）+2H2（g）△H2=-35.4kJ?mol-1
    ③CH4（g）+2H2O （g）=CO2（g）+4H2（g）△H3=+165.0kJ?mol-1
    CH4（g）与CO2（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为
     
    ．
    （2）合成气中的H2可用于生产NH3，在进入合成塔前常用Cu（NH3）2Ac溶液来吸收其中的CO，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是：
    Cu（NH3）2Ac+CO+NH3[Cu（NH3）3]Ac?CO△H＜0，Cu（NH3）2Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是
     
    ，该反应的△S
     
    0（填“＞”、“=”或“＜”）
    （3）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
    反应A：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1
    反应B：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H2＜0
    ①对于反应A，某温度下，将4mol CO2和12mol H2，充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（CO2）=0.5mol?L-1，则该温度下该反应的平衡常数
     

    ②对于反应B，若容器容积不变，下列措施可提高CO的转化率是
     

    A．降低温度                              B．增加CO的量
    C．充入He，使体系总压强增大             D．再充入1mol CO和2mol H2
    （4）某种甲醇-空气燃料电池是采用铂作为电极，氢氧化钾作电解质溶液．其工作时负极的电极反应式可表示为
     

    （5）用上述碱性甲醇-空气燃料电池电解硫酸钠溶液（均为铂电极），标准状况下阳极得到VL的气体，计算消耗甲醇的质量为
     
    g．

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