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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。

     

    【答案】

    19（除指定外，其余每空2分，共15分）

    Ⅰ（1） 3ΔH2-2ΔH1       （2）减小   （3）O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O

    Ⅱ（4）0.075 mol·L-1·min-1

    （此空4分） CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)

    起始（mol·L-1）  0.2      0.4

    变化（mol·L-1）  0.1      0.1         0.1      0.3

    平衡（mol·L-1）  0.1      0.3         0.1      0.3

    （5）

    （3分，起点标对得1分，拐点、平台标对得1分、走势对得1分。5分钟时不画垂直连接线不扣分）

    【解析】

    试题分析：（1）根据已知的两个方程式和所求方程式可知，所求方程式可由3×②-2×①所得，所以ΔH=3ΔH2-2ΔH1

    （2）因为反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是一个放热反应，所以根据平衡移动原理，温度升高，平衡左移，所以CO2 的转化率减小。

    （3）电池的总反应方程式已经给出，根据总反应式2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)，O2 做氧化剂化合价降低，所以正极发生的是3个O2 得12个e-。由于是酸性介质，所以不能有OH- 参与反应，所以参与的是H+ ，同时生成水，所以反应式为3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O，化简后为O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O。

    （4）图像中的纵坐标是CO的浓度，所以要求氢气的平均反应速率需要根据方程式进行变形，所以v(H2)= 3v(CO)=3ΔC/Δt=0.3 mol·L-1/4 min =0.075 mol·L-1·min-1    。

    平衡常数的计算过程为：

    CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)

    起始（mol·L-1）  0.2      0.4

    变化（mol·L-1）  0.1      0.1         0.1      0.3

    平衡（mol·L-1）  0.1      0.3         0.1      0.3

    （5）体积缩小一半后，压强增大且各组分的浓度瞬间增大1倍，所以图像的起点由0.1 mol·L—1瞬间增大到0.2 mol·L—1；又压强增大平衡往系数减小的一边移动，所以CO的浓度增大到约为0.25 mol·L—1 为终点。

    考点：主要考查考生化学平衡中的计算、平衡移动原理、还要求化学方程式中的焓变的计算以及燃料电池电极反应式的书写。

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2011?太原二模）现已确认，CO、SO2和NOx的排放是造成大气污染的重要原因．
    （1）用CO2和氢气合成CH3OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机．已知CH3OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机．已知CH3OH、H2的燃烧热分别为-726.5kJ/mol、-285.8kJ/mol，写出工业上用CO2和H2合成CH3OH的热化学方程式：
    CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），△H=-130.9KJ/mol
    CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），△H=-130.9KJ/mol
    ．
    （2）用铂作电极，一极通入空气，一极通入CH3OH（l），与KOH溶液可组成燃料电池，其负极反应式为
    CH3OH-6e-+8OH-=6H2O+CO32-
    CH3OH-6e-+8OH-=6H2O+CO32-
    ．溶液中的阴离子向
    负
    负
    极定向移动．
    （3）如图是一个电化学装置示意图，用CH3OH-空气燃料电池作此装置的电源．
    ①如果A为粗铜，B为纯铜，C为CuSO4溶液．该原理的工业生产意义是
    精炼粗铜
    精炼粗铜
    ．
    ②如果A是铂电极，B是石墨电极，C是AgNO3溶液．通电后，若B极增重10.8g，该燃料电池理论上消耗
    0.017
    0.017
    mol甲醇．（计算
    结果保留两位有效数字）
    （4）常温下向1L、0.2mol/L NaOH溶液中通入4.48L（标准状况）的SO2（忽略混合后溶液体积的变化），若测得溶液的pH＜7，则溶液中c（SO32-）_
    ＞
    ＞
    c（H2SO3）（填“＞”、“＜”、或“=”）．有关该溶液中离子浓度关系的判断正确的是
    BC
    BC
    （填字母编号）．
    A．c（SO32-）十c（OH-）+c（HSO3-）=c（Na+）+c（H+）
    B．c（H2SO3）+c（HSO3-）+c（SO32-）=0.2mol/L
    C．c（H2SO3）+c（H+）=c（SO32-）十c（OH-）
    D．c（Na+）＞c（H+）＞c（HSO3-）＞c（OH-）

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （14分）碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。

    （1）用CO2 和H2 合成CH3OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机。已知： + =  + 2 △H = －725.5kJ·mol－1

          2H2 (g)+O2(g) =2H2O(l)  △H = －565.6kJ·mol－1，

    请写出工业上用CO2 和H2 合成CH3OH(l)的热化学方程式：                 ；

    （2）一种新型燃料电池，一极通入空气，一极通入CH3OH(g)，电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。则在该熔融电解质中，O2－向   （ 填“正”或“负”)极移动，电池负极电极反应为：            　　　     ；

    （3）如图是一个电化学装置示意图。用CH3OH－空气燃料电池做此装置的电源。如果A是铂电极，B是石墨电极，C是 CuSO4 溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入8 g CuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度和pH．则电解过程中收集到标准状况下的气体体积为       ；

       （4）常温下0.01mol·L－1的氨水中 = 1×10－ 6 ，则该溶液的pH为____，溶液中的溶质电离出的阳离子浓度约为    ；将 pH = 4的盐酸溶液V1 L与 0.01 mol·L－1氨水V2 L混合，若混合溶液pH = 7，则V1 和V2 的关系为：V1        V2（填“>”、“<”或“=”）。

     

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    科目：高中化学 来源：2011-2012学年山东省青岛市高三统一质量检测理科综合（化学部分） 题型：填空题

    （14分）碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。

    （1）用CO2 和H2 合成CH3OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机。已知： + =  + 2 △H = －725.5 kJ·mol－1

          2H2 (g)+O2(g) = 2H2O(l)  △H = －565.6 kJ·mol－1 ，

    请写出工业上用CO2 和H2 合成CH3OH(l)的热化学方程式：                  ；

    （2）一种新型燃料电池，一极通入空气，一极通入CH3OH(g)，电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。则在该熔融电解质中，O2－向   （ 填“正”或“负”)极移动，电池负极电极反应为：             　　　      ；

    （3）如图是一个电化学装置示意图。用CH3OH－空气燃料电池做此装置的电源。如果A是铂电极，B是石墨电极，C是 CuSO4 溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入8 g CuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度和pH．则电解过程中收集到标准状况下的气体体积为        ；

       （4）常温下0.01 mol·L－1 的氨水中 = 1×10－ 6 ，则该溶液的pH为____，溶液中的溶质电离出的阳离子浓度约为     ；将 pH = 4的盐酸溶液V1 L与 0.01 mol·L－1 氨水V2 L混合，若混合溶液pH = 7，则V1 和V2 的关系为：V1        V2 （填“>”、“<”或“=”）。

     

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    科目：高中化学 来源：太原二模 题型：问答题

    现已确认，CO、SO2和NOx的排放是造成大气污染的重要原因．
    （1）用CO2和氢气合成CH3OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机．已知CH3OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机．已知CH3OH、H2的燃烧热分别为-726.5kJ/mol、-285.8kJ/mol，写出工业上用CO2和H2合成CH3OH的热化学方程式：______．
    （2）用铂作电极，一极通入空气，一极通入CH3OH（l），与KOH溶液可组成燃料电池，其负极反应式为______．溶液中的阴离子向______极定向移动．
    （3）如图是一个电化学装置示意图，用CH3OH-空气燃料电池作此装置的电源．
    ①如果A为粗铜，B为纯铜，C为CuSO4溶液．该原理的工业生产意义是______．
    ②如果A是铂电极，B是石墨电极，C是AgNO3溶液．通电后，若B极增重10.8g，该燃料电池理论上消耗______mol甲醇．（计算
    结果保留两位有效数字）
    （4）常温下向1L、0.2mol/L NaOH溶液中通入4.48L（标准状况）的SO2（忽略混合后溶液体积的变化），若测得溶液的pH＜7，则溶液中c（SO32-）_______c（H2SO3）（填“＞”、“＜”、或“=”）．有关该溶液中离子浓度关系的判断正确的是______（填字母编号）．
    A．c（SO32-）十c（OH-）+c（HSO3-）=c（Na+）+c（H+）
    B．c（H2SO3）+c（HSO3-）+c（SO32-）=0.2mol/L
    C．c（H2SO3）+c（H+）=c（SO32-）十c（OH-）
    D．c（Na+）＞c（H+）＞c（HSO3-）＞c（OH-）
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