13．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．
Ⅰ、已知在常温常压下：①H2O（I）═H2O（g）△H=+44.0kJ．mol-1
②2CH3OH（I）十3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ•mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式CH3OH（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.8kJ/mol．
Ⅱ、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
在体积为2L的合成塔中，充人2mol CO2和6mol H2，测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化及甲醇的物质的量随时间、温度变化如图所示．（T1、T2均大于300℃）

（1）则上述CO2转化为甲醇的反应的△H1＜0（填“＞”“＜”或“=”）．
（2）从反应开始到平衡（10min），用H2表示 的反应速率为0.24 mol•L-1•min-1；
（3）下列说法正确的是BD．
A．若保持恒温，当容器中n（CH3OH）：n（H2O）为1：1时，该反应已达平衡状态
B．若保持恒温，当容器内气体压强恒定时，该反应已达平衡状态
C．若其他条件不变，则平衡常数：K（T1）＜K （T2）
D．处于A点的反应体系的温度从T1变到T2，达到平衡时$\frac{n（H2）}{n（CH3OH）}$增大
（4）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AD．
A．增加CO2的量                   B．升高温度
C．充入He，使体系总压强增大      D．按原比例再充入CO2和H2
（5）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．
（6）在T1温度时，将1mol CO2和3mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2的转化率为A，则容器内的压强与起始压强之比为1-0.5A．
12．碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关．

（1）在一恒温、恒容密闭容器中发生反应：Ni（s）+4CO（g）$?_{180～200℃}^{50～80℃}$Ni（CO）4（g），△H＜0；
利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍．下列说法正确的是C（填字母编号）．
A．增加Ni的量可提高CO的转化率，Ni的转化率降低
B．缩小容器容积，平衡右移，△H减小
C．反应达到平衡后，充入CO再次达到平衡时，CO的体积分数降低
D．当4v正[Ni（CO）4]=v正（CO）时或容器中混合气体密度不变时，都可说明反应已达化学平衡状态
（2）CO与镍反应会造成含镍催化剂的中毒．为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO2将CO氧化，二氧化硫转化为单质硫．
已知：CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO2（g）△H=-Q1 kJ•mol-1
S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=-Q2 kJ•mol-1
则SO2（g）+2CO（g）═S（s）+2CO2（g）△H=-（2Q1-Q2） kJ•mol-1；
（3）对于反应：2NO（g）+O2═2NO2（g），向某容器中充入10mol的NO和10mol的O2，在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P1、P2）下随温度变化的曲线（如图1）．
①比较P1、P2的大小关系＞；
②700℃时，在压强为P2时，假设容器为1L，则在该条件平衡常数的数值为$\frac{1}{144}$（最简分数形式）；
（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如图2所示．该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为NO2+NO3--e-=N2O5；若该燃料电池使用一段时间后，共收集到20mol Y，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为224L．
11．用平衡移动原理分析外界条件对电离平衡的影响，如：以0.1mol•L-1醋酸为例，对CH3COOH?CH3COO-+H+进行分析：（填“增大”“减小”“不变”“正方向”“逆方向”）
（1）当向该溶液中加水，则平衡向正反应方向移动；溶液的n（H+）增大；溶液的c（H+）减小；
（2）当向溶液中加入1mol•L-1的醋酸时，平衡向正反应方向移动；溶液的n（H+）增大；溶液的c（H+）增大．
10．下列有关化学平衡移动叙述，正确的是（　　）
ABCD
可逆反应：Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+达平衡状态溶液呈橙黄色，滴加少量的浓硝酸，溶液变橙色，氢离子浓度随时间变化曲线如图可逆反应Co（H2O）62+（粉红色）+4Cl-?CoCl42-（蓝色）+6H2O达平衡状态溶液呈紫色，升高温度，溶液变蓝色，反应速率随时间变化曲线如图可逆反应：2NO2?N2O4达平衡状态呈红棕色，加压（缩小体积）红棕色变深，NO2物质的量随时间变化曲线如图可逆反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0达平衡状态，升高温度，NH3体积分数随时间变化曲线如图
A．AB．BC．CD．D
9．对于反应3A+B═2C，下列说法正确的是（　　）
A．某温度时，化学反应速率无论用A、B、C何种物质表示，其数值都是相同的
B．其它条件不变时，升高温度，反应速率加快
C．其它条件不变时，增大压强，反应速率加快
D．若增加或减少A物质的量，反应速率一定会发生明显的变化
8．在一定条件下xA+yB?zC达到平衡时，请填写：
（1）若A、B、C都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则x、y、z关系是x+y＞z．
（2）已知B、C是气体，现增加A的物质的量，平衡不移动，说明A是固体或液体（填状态）．
（3）若容器容积不变，加入气体B，气体A的转化率增大（填“增大”“减小”或“不变”）．
（4）若加热后，C的百分含量减小，则正反应是放热反应（填“放热”或“吸热”）．
（5）若容器容积不变，且A、B、C都是气体，向容器中充入稀有气体，则C．
A．化学平衡向正反应方向移动    B．化学平衡向逆反应方向移动
C．化学平衡不移动              D．反应停止．
7．二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用水煤气合成二甲醚，总反应为：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-246.4kJ/mol
（1）该反应的化学平衡常数表达式K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）c（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（{H}_{2}）{c}^{3}（CO）}$．温度升高平衡常数变小（填“变大”、“变小”、“不变”）
（2）在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO的转化率的是cd（填字母代号）．
a．降低温度　              b．加入催化剂　         c．缩小容器体积
d．增加H2的浓度            e．增加CO的浓度
（3）在一定温度下，在容积为1L的密闭容器中充入3mol H2、3mol CO，发生反应：
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g），在10min时刚好达到平衡，此
时测得H2的物质的量浓度为1.5mo1•L-1．则：
①衡时n（CH3OCH3）=0.5，平衡时CO的转化率为50%．
②达到平衡后，若向容器中再充入1mol H2、1mol CO2，经一定时间达到平衡，反应开始时正、逆反应速率的大小：v（正）＞ v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）．
③在该反应条件下能判断反应达到化学平衡状态的依据是D（填编号）．
A．v（CO）=3v（CO2）        B．生成a mol CO2的同时消耗3a mol H2
C．c（CO2）=c（CO）          D．混合气体的平均相对分子质量不变
E．气体的密度不再改变        F．气体的总质量不再改变．
6．在一恒压密闭容器中充入1mol NO2建立如下平衡：2NO2?N2O4，此时NO2的转化率为x%，在其他条件不变的条件下，再充入1mol NO2，待新平衡建立时测得NO2的转化率为y%，则大小关系正确的是（　　）
A．x＜yB．x=yC．x＞yD．无法确定
5．研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义．

（1）CO可用于炼铁，
已知：Fe2O3（s）+3C（s）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ•mol-1
     C（s）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ•mol-1
则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol．
（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）．写出该电池的正极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-．
（3）CO2和H2充人一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g） 测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图1． 
①线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI＞KⅡ （填“＞”或“=”或“＜”）．
②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡．
容器甲乙
反应物投入量1mol CO2、3mol H2a mol CO2、b mol H2、
c mol CH3OH（g）、c molH2O（g）
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为0.4＜n（c）≤1mol．
（4）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O（g）转化为CH4和O2．紫外光照射时，在不同催化
剂（Ⅰ、Ⅱ，Ⅲ）作用下，CH4产量随光照时间的变化见图2．在O～15小时内，CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为II＞III＞I（填序号）．
（5）以TiO2/Cu2Al2O4 为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸．在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3．
①乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是300℃～400℃．
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸，写出有关的离子方程式：3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O．
4．甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用作燃料．
（1）工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇．已知某些化学键的键能数据如表：
化学键C-CC-HH-HC-OC≡OH-O
键能/kJ•mol-13484134363581072463
工业通过CO和H2化合来制备甲醇的热化学方程式为CO（g）+2H2（g）?CH3OH （g）△H=-116 kJ•mol-1；
（2）工业上由甲醇制取甲醛的两种方法如下（有关数据均为在298K时测定）：
反应Ⅰ：CH3OH（g）═HCHO（g）+H2（g）△H1=+92.09kJ/mol，K1=3.92×10-11
反应Ⅱ：CH3OH（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═HCHO（g）+H2O（g）△H2=-149.73kJ/mol，K2=4.35×1029
从原子利用率看，反应Ⅰ（填“Ⅰ”或“Ⅱ”．下同）制甲醛的原子利用率更高．从反应的焓变和平衡常数K值看，反应Ⅱ制甲醛更有利．
（3）工业废气二氧化碳催化加氢也可合成甲醇：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H．在密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2，在不同条件下发生反应，实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示．
①二氧化碳合成甲醇正反应的△H＜0 （填“＞”、“＜”或“=”，下同）．
②M、N两点时化学反应速率：v（N）＜v（M）．
③为提高CO2的转化率除可改变温度和压强外，还可采取的措施是增大氢碳比．
④图中M点时，容器体积为10L，则N点对应的平衡常数K=1.04（填数值，保留2位小数）．
（4）一定条件下，向容积不变的某密闭容器中加入a molCO2和b molH2发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），欲使整个反应过程中CO2的体积分数为恒定值，则a与b的关系是a=b．
 0  153543  153551  153557  153561  153567  153569  153573  153579  153581  153587  153593  153597  153599  153603  153609  153611  153617  153621  153623  153627  153629  153633  153635  153637  153638  153639  153641  153642  153643  153645  153647  153651  153653  153657  153659  153663  153669  153671  153677  153681  153683  153687  153693  153699  153701  153707  153711  153713  153719  153723  153729  153737  203614 

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