题目内容

 由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：

CO2（g）+3H2（g）      CH3OH（g）

+H2O（g），右图表示该反应进行过程

中能量的变化。

   （1）该反应的△H           0

（填>、<、=）。

   （2）该反应平衡常数K的表达式为

           。

   （3）温度降低，平衡常数K    （填

“增大”、‘‘不变”或“减小”）。

   （4）为探究反应原理，现进行如下实验：

在体积为1 L的密闭容器中，充入

1mol CO2  和3molH2，测得CO2和

CH3OH（g）的浓度随时问变化如右图所示。

①从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表

示的平均反应速率v（H2）=    

②下列措鹧中能使n（CH3OH）/

n（CO2）增大的有    u。

        A．升高温度

        B．加入催化剂

        C．将H20（g）从体系中分离

        D．再充入l molC02和3 mol H2

E．充入He（g），使体系总压强增大

   （5）甲醇、O2、KOH溶液可构成燃料电池，其负极反应式为              

 

 

【答案】

 （12分，每空2分）

   （1）<

   （2）c（CH3OH）·c（H2O）／c（CO2）·c（H2）3

   （3）增大

   （4）①0．225mol／（L·min）②C、D

   （5）CH3OH-6e-+8OH+=CO32-+6H2O

 

 

 

练习册系列答案
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（2008?安庆模拟）Ⅰ．由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），如右上图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．
（1）为探究反应原理，现进行如下实验：T1℃时，在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如右下图所示．从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H2）=
0.225
0.225
mol?L-1?min-1．
（2）该反应平衡常数K的表达式为
5.3
5.3
．
（3）温度变为T2℃（T1＞T2），平衡常数K
增大
增大
（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（4）不能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
D
D
．
A．容器中压强不变        B．混合气体中  c（CO2）不变
C．v正（H2）=v逆（H2O）    D．c（CO2）=c（CO）
（5）下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的有
CD
CD
．
A．升高温度；      B．加入催化剂；    C．将H2O（g）从体系中分离；
D．再充入1molCO2和3molH2；   E．充入He（g），使体系总压强增大．
Ⅱ．在温度t℃下，某NaOH的稀溶液中c（H+）=10-amol/L，c（OH-）=10-bmol/L，已知a+b=12
该温度下水的离子积Kw=
1×10-12
1×10-12
；t
大于
大于
25℃（填“大于”、“小于”或“等于”）．向该溶液中逐滴加入pH=c的盐酸（t℃），测得混合溶液的部分pH如表所示．
序号 NaOH溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH
① 20.00 0.00 8
② 20.00 20.00 6
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则c为
4
4
．
由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），图1表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．

（1）写出该反应的热化学方程式
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-（n-m）kJ?mol?1
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-（n-m）kJ?mol?1
．
（2）关于该反应的下列说法中，正确的是
C
C
．
A．△H＞0，△S＞0                 B．△H＞0，△S＜0
C．△H＜0，△S＜0                 D．△H＜0，△S＞0
（3）该反应的平衡常数K的表达式为：
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
．
（4）温度降低，平衡常数K
增大
增大
（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（5）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v （H2）=
0.225mol/（L．min）
0.225mol/（L．min）
．
（6）下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的有
C
C
．
A．升高温度                      B．加入催化剂
C．将H2O（g）从体系中分离          D．充入He（g），使体系总压强增大．
由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），图1表示该反应进行过程中能量的变化．

（1）关于该反应的下列说法中，正确的是
C
C
．
A．△H＞0，△S＞0； B．△H＞0，△S＜0；
C．△H＜0，△S＜0； D．△H＜0，△S＞0．
（2）该图中能量的最高点和最低点之间的差值代表
逆反应的活化能
逆反应的活化能

（3）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2
和3mol H2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．从反应开始到平衡用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H2）
0.225
0.225
mol?L-1?min-1．
（4）肼（N2H4）是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料．已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是：
N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624KJ/mol
N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-624KJ/mol
．
（2012?开封二模）由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．
（1）目前，用超临界CO2（其状态介于气态和液态之间）代替氟利昂作冷剂已成为一种趋势，这一做法对环境的积极意义在于
保护臭氧层
保护臭氧层
．
（2）将CO2转化成有机物可有效实现碳循环．CO2转化成有机物的例子很多，如：
a.6CO2+6H2O
光合
作用
C6H12O6+6O2      b．CO2+3H2
催化剂
△
CH3OH+H2O
c．CO2+CH4
催化剂
△
CH3COOH          d.2CO2+6H2
催化剂
△
CH2=CH2+4H2O
以上反应中，最节能的是
a
a
，原子利用率最高的是
c
c
．
（3）若有4.4kg CO2与足量H2恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出4947kJ的热量，试写出该反应的热化学方程式
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.47kJ/mol
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.47kJ/mol
．
（4）为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在一恒温恒容密闭容器，充入1mol CO2和3molH2，进行反应．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．从反应开始到平衡v（H2）=
0.225 mol?L-1?min-1
0.225 mol?L-1?min-1
；CO2的转化率=
75%
75%
；该温度下的平衡常数数值=
5.33
5.33
．能使平衡体系中n（CH3OH）/n（CO2）增大的措施有
将H2O（g）从体系中分离
将H2O（g）从体系中分离
 （任写一条）．
（5）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为4×10-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为
2.8×10-5mol/L
2.8×10-5mol/L
．
Ⅰ：由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），△H＜0
（1）该反应平衡常数K的表达式为
 
．温度降低，平衡常数K
 
（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（2）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H2）为
 
．
（3）下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的有
 
．
A．升高温度；      B．加入催化剂；C．将H2O（g）从体系中分离；D．再充入1mol CO2和3mol H2；
E．充入He（g），使体系总压强增大．
（4）如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入物质的量之比为1：3 的CO2和H2，使甲、乙两容器初始容积相等．在相同温度下发生反应，并维持反应过程中温度不变．甲和乙相比，转化程度更大的是
 
，且知乙容器中CO2的转化率随时间变化的图象如图3所示，请在图3中画出甲容器中CO2的转化率随时间变化的图象．并请说明以CO2为原料生产燃料甲醇的优点是
 
（写出一条即可）．
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Ⅱ：一定常温下，FeS的KSP=2.5×10-18，H2S饱和溶液在该温度下，[H+]与[S2-]存在着以下关系：[H+]2?[S2-]=1.0×10-21．在该温度下，将适量FeS投入H2S饱和溶液中，欲使溶液中[Fe2+]达到1mol/L，应调节溶液的pH为
 
（用对数形式表示）．（写出计算过程）

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