题目内容
甲醇是一种优质的液体燃料，CO和CO2均可用于合成甲醇。
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) △H1
（1）已知：2CO(g) +O2(g) ＝2CO2(g) △H2
2H2(g)+O2(g) ＝2H2O(g) △H3
则CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g)的△H＝ 。
（2）由CO合成甲醇时，CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。
该反应ΔH 0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是 。
（3）
一定温度下，向2L密闭容器中加入1mol CH3OH (g)，发生反应：CH3OH(g) CO(g) + 2H2(g)，H2物质的量随时间的变化如图所示。0~2 min内的平均反应速率v(CH3OH)= 。
该温度下，CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K= 。
相同温度下，若开始加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍，则 是原来的2倍。
a．平衡常数 b．CH3OH的平衡浓度 c．达到平衡的时间 d．平衡时气体的密度
（4）以CH3OH为燃料（以KOH溶液作电解质溶液）可制成CH3OH燃料电池。
①充入CH3OH的电极为 极；
②负极反应的电极反应式为 。
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) △H1
（1）已知：2CO(g) +O2(g) ＝2CO2(g) △H2
2H2(g)+O2(g) ＝2H2O(g) △H3
则CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g)的△H＝ 。（2）由CO合成甲醇时，CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。
该反应ΔH 0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是 。
（3）
一定温度下，向2L密闭容器中加入1mol CH3OH (g)，发生反应：CH3OH(g)
CO(g) + 2H2(g)，H2物质的量随时间的变化如图所示。0~2 min内的平均反应速率v(CH3OH)= 。该温度下，CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g)的平衡常数K= 。相同温度下，若开始加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍，则 是原来的2倍。
a．平衡常数 b．CH3OH的平衡浓度 c．达到平衡的时间 d．平衡时气体的密度
（4）以CH3OH为燃料（以KOH溶液作电解质溶液）可制成CH3OH燃料电池。
①充入CH3OH的电极为 极；
②负极反应的电极反应式为 。
（1）△H1+
△H2 －△H3 。（2分）
（2）<；（1分） 在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。（3分）
（3）0.125mol·L－1· min－1；（2分） 4 L2·mol－2；（2分） d。（1分）
（4）①负；（1分） ②CH3OH － 6e－+8OH－= CO32－+6H2O。（2分）
△H2 －△H3 。（2分）（2）<；（1分） 在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。（3分）
（3）0.125mol·L－1· min－1；（2分） 4 L2·mol－2；（2分） d。（1分）
（4）①负；（1分） ②CH3OH － 6e－+8OH－= CO32－+6H2O。（2分）
（1）根据盖斯定律①+
②—③可知，CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H＝△H1+△H2 －△H3
（2）由图示可知，在相同的压强下，升高温度时CO的转化率降低，即升温平衡左移，正反应是放热反应，ΔH<0
相对低温有利于提高产率，且在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失，故选择条件为250℃、1.3×104kPa
（3）反应：CH3OH(g) CO(g) + 2H2(g)
初n： 1 0 0
△n： 0.5 0.5 1
平衡n： 0.5 0.5 1
v(CH3OH)=
= 0.125mol·L－1· min－1；
该温度下，CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=
4 L2·mol－2；
恒容、恒温情况下，若开始加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍：
a．平衡常数只与温度有关，是定值；
b．相当于加压，CH3OH的平衡浓度将大于原平衡浓度的两倍
c．增加反应物浓度，反应速率加快，达到平衡的时间将减小，但没有定量关系
d．混合物的质量为原先的两倍，故平衡时气体的密度为原先的两倍，符合题意
（4）燃料电池中通入氧气的一极得电子，为正极，而燃料甲醇失电子，做负极
电池总反应为：2CH3OH＋3O2+4OH—=6H2O+2 CO32－
正极反应为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－
总反应减去正极反应得到负极反应：CH3OH － 6e－+8OH－= CO32－+6H2O
②—③可知，CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H＝△H1+△H2 －△H3（2）由图示可知，在相同的压强下，升高温度时CO的转化率降低，即升温平衡左移，正反应是放热反应，ΔH<0
相对低温有利于提高产率，且在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失，故选择条件为250℃、1.3×104kPa
（3）反应：CH3OH(g)
CO(g) + 2H2(g)初n： 1 0 0
△n： 0.5 0.5 1
平衡n： 0.5 0.5 1
v(CH3OH)=
= 0.125mol·L－1· min－1；该温度下，CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g)的平衡常数K=4 L2·mol－2；恒容、恒温情况下，若开始加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍：
a．平衡常数只与温度有关，是定值；
b．相当于加压，CH3OH的平衡浓度将大于原平衡浓度的两倍
c．增加反应物浓度，反应速率加快，达到平衡的时间将减小，但没有定量关系
d．混合物的质量为原先的两倍，故平衡时气体的密度为原先的两倍，符合题意
（4）燃料电池中通入氧气的一极得电子，为正极，而燃料甲醇失电子，做负极
电池总反应为：2CH3OH＋3O2+4OH—=6H2O+2 CO32－
正极反应为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－
总反应减去正极反应得到负极反应：CH3OH － 6e－+8OH－= CO32－+6H2O
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