能源短缺是人类社会面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源.具有广泛的开发和应用前景. (1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇: 反应I: CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1 反应II: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2 ① 上述反应符合“原子经济原则的是 . ② 下表所列数据是反应I在不同温度� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（13分）能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应I： CO(g) ＋ 2H₂(g) CH₃OH(g) ΔH₁

反应II： CO₂(g) ＋ 3H₂(g) CH₃OH(g) + H₂O(g) ΔH₂

① 上述反应符合“原子经济”原则的是（填“I”或“Ⅱ”）。

② 下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）。

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断ΔH₁ 0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。

③ 某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CH₃OH)＝ 0.8 mol／L，则CO的转化率为，此时的温度为（从上表中选择）。

④恒温、恒容时，下列情况不能说明反应I已经达到化学平衡状态的是________________。

a、容器各物质的浓度保持不变； b、容器内压强保持不变；

c、υ(CO)消耗==1/2υ(H₂)生成　 d 、容器内的密度保持不变

（2）25℃、101kPa时，燃烧16g液体甲醇生成CO₂和H₂O(l)，放出的热量为363.26kJ，写出甲醇燃烧的热化学方程式：。

（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计一个燃料电池电解Na₂SO₄溶液(图如下)。请根据图示回答下列问题：

① 通入甲醇蒸气的电极应为极（填写“正”或“负”），该电极上发生的电极反应是（填字母代号）。

a.2CH₃OH —12 e^-+3O₂=== 2CO₂ + 4 H₂O

b.CH₃ OH—6 e^-+ 8 OH^- === CO₃^2- + 6H₂O

c.O₂+ 2H₂O + 4 e^-=== 4OH^- 　　　　　

d.O₂— 4 e^-+ 4H⁺ === 2H₂O

②写出电极A的名称。写出B电极的电极反应式。

③当酸性甲醇燃料电池消耗3.36 L 氧气时（折合为标准状况），理论上电解Na₂SO₄溶液生成气体的总物质的量是。

【答案】

（1）①Ⅰ ②＜ ③80%；250℃ ④d

（2）CH₃OH(l)+3/2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l) △H=-726.52kJ/mol

（3）① 负 b ② 阴极；4OH^-+4e=O₂↑+2H₂O ③0.45mol

【解析】（1）①根据方程式可知，反应Ⅰ中反应物全部进入甲醇中，反应符合“原子经济”原则。

②由表中数据，随着温度的升高，平衡常数逐渐减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应。

③达到平衡后，测得c(CH₃OH)＝ 0.8 mol／L，则消耗CO是0.8mol/L，所以其转化率是0.80mol/L×2L÷2mol×100％＝80％。平衡时CO和氢气的浓度分别是0.2mol/L和1.4mol/L，所以平衡常数K＝，所以温度是250℃。

④在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，所以a能说明。反应前后体积减小，所以压强也是减小的，因此b也能说明。C中反应速率的方向相反，且满足速率之比是相应的化学计量数之比，能说明。密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，d不能说明答案选d。

（2）16g液体甲醇是16g÷32g/mol＝0.5mol，所以热化学方程式为

CH₃OH(l)+3/2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l) △H=-726.52kJ/mol。

（3）①原电池中负极失去电子，所以甲醇在负极通入，由于电解质是氢氧化钾，所以电极反应式为CH₃ OH—6 e^-+ 8 OH^- ＝ CO₃^2- + 6H₂O，答案选b。

②A与电源的负极相连，是阴极。B是阳极，溶液中的OH^－失去电子，方程式为

4OH^-+4e=O₂↑+2H₂O。

③3.36L氧气是3.36L÷22.4L/mol＝0.15mol，转移电子是0.15mol×4＝0.6mol，所以可以生成氢气0.3mol，氧气0.15mol，共计是0.45mol。

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科目：高中化学 来源： 题型：

能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁
反应Ⅱ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
如图所示是反应I反应过程中的能量变化曲线．
（1）由图可知反应I为

放热

反应（选填”吸热、放热”），反应热△H₁=

-91kJ/mol

．
（2）反应I在一定体积的密闭容器中进行，能判断其是否达到化学平衡状态的依据是

．
A．容器中压强不变
B．混合气体中c（CO）不变
C．v_正（H₂）=v_逆（CH₃OH）
D．c（CO）=c（CH₃OH）
（3）图中曲线

表示使用催化剂时反应的能量变化．
（4）一定条件下，向体积为2L的密闭容器中充入2mol CO₂和6mol H₂，一段时间后达到平衡状态，测得CH₃OH（g）的物质的量为1mol，则此条件下该反应的化学平衡常数数K值=

（用分数表示），若开始时充入2mol CH₃OH（g）和2mol H₂O（g）达到相同平衡时CH₃OH的转化率为

50%

，若平衡后在充入4mol的N₂，则c（CO₂）是

0.5mol/L

．
（5）从绿色化学的角度比较上述两种方法，符合原子经济的是

Ⅰ

．（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）

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科目：高中化学 来源： 题型：

能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）工业上合成甲醇的反应原理为：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H，
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①根据表中数据可判断△H

＜

0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
②在300℃时，将2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容积为1L的密闭容器中，此时反应将

．
A．向正方向移动 B．向逆方向移动 C．处于平衡状态 D．无法判断
（2）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1451.6kJ?mol^-1
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1
写出该条件下甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：

CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8 kJ?mol^-1

．
（3）以甲醇、氧气为原料，KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O，则负极的电极反应式为

CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O

，随着反应的不断进行溶液的pH

减小

（填“增大”“减小”或“不变”）．
（4）如果以该燃料电池为电源，石墨作两极电解饱和食盐水，则该电解过程中阳极的电极反应式为

2Cl^--2e^-=Cl₂↑

；如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L，溶液的pH为12（25℃下测定），则理论上消耗氧气的体积为

mL（标况下）．

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

（一）恒温恒容下，将2mol A气体和2mol B气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应：2A（g）+B（g）?x C（g）+2D（s），2min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2mol B，并测得C的浓度为1.2mol?L^-1．
（1）从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为

0.6mol/（L?min）

．
（2）x=

．
（3）A的转化率与B的转化率之比为

2：1

．
（4）下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是

．
A．压强不再变化 B．气体密度不再变化
C．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2：1
（二）能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）工业上合成甲醇的反应原理为：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H，
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①根据表中数据可判断△H

＜

0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
②在300℃时，将2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容积为1L的密闭容器中，此时反应将

．
A．向正方向移动 B．向逆方向移动 C．处于平衡状态 D．无法判断
（2）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1451.6kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1
写出该条件下甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：

CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol

．
（3）以甲醇、氧气为原料，KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为：2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O，则正极的电极反应式为

O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-

，随着反应的不断进行溶液的pH

减小

（填“增大”“减小”或“不变”）．
（4）如果以该燃料电池为电源，石墨作两极电解饱和食盐水，则该电解过程中阳极的电极反应式为

2Cl^--2e^-═Cl₂↑

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

（2012?红桥区一模）能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO （g）+2H₂ （g）?CH₃OH （g）△H₁
反应Ⅱ：CO₂（g）+3H₂ （g）?CH₃OH （g）+H₂O （g）△H₂
①上述反应符合．“原子经济”原则的是

Ⅰ

（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）；
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断△H₁

＜

0（填“＞”、“=”或“＜”），反应Ⅰ的平衡常数的表达式是

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

．
③某温度下，将2mol CO和6mol H₂充入2L的密闭容器中，按反应Ⅰ充分反应达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为

80%

．
（2）根据如图所示的能量变化写出由碳转化成CO的热化学方程式

C（s）+1/2O₂（g）=CO （g）△H=-110.6 kJ/mol

．
（3）某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解200mL一定浓度NaCl与CuSO₄混合溶液，其装置如下1图：

①写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式

CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O

．
③理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如题2图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t₁后，石墨电极上的电极反应式

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

；在t₂时所得溶液的pH约为

．（溶液体积变化忽略不计）

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科目：高中化学 来源： 题型：

能源短缺是人类社会面临的最大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．请回答下面有关甲醇参与反应的有关问题
（1）火力发电厂释放出的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体进行脱硝、脱硫和脱碳等处理．可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的．其中，脱碳时将CO₂转化为甲醉的热化学方程式为：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H
①取五份等体积CO₂和H₂的混合气体（物质的傲之比均为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的关系曲线如下图甲所示，则上述CO₂转化为甲醇的反应中△H

0（填“＞“、“＜“或“=“）
②在一恒温恒容（容积为2L）密闭容器中充入2mol CO₂和6mol H₂，进行上述反应．测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如下图乙所示．试计算：0-10min内，氢气的平均反应速率v（H₂）=

；该温度下，反应的平衡常数K=

（2）已知在常温常压下：①2CH₃OH（l）+3O₂（g）→2C₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
写出表示甲醉燃烧热的热化学方程式：

（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如下图丙所示的电池装置．
①该电池的正极反应式为

；负极反应式为

②工作一段时间后，当消耗3.2g甲醇时，同时消耗掉的KOH是

g．

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