近年，甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。以下是两种制取过程：
一、利用CO2制取甲醇
当原料组成为n(CO2)：n(H2)=1：3通入某密闭容器，合成CH3OH的反应体系中主要包含以下反应：
反应①：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应②：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ/mol
(1)已知反应②的v正=k正c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆c(H2O)·c(CO)(k正、k逆为速率常数，与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度，则
___________ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)维持压强为6.4MPa，测得不同温度下，反应经过相同时间时CO2的转化率、甲醇的选择性如图所示[CH3OH的选择性=
×100%]。
①ΔH1___________ 0(填“<”或“>”)，判断的依据是___________ 。
②T1K时，若反应从开始到达到a点所用时间为5min，则v(CH3OH)=___________ MPa·min-1，反应②的Kp=___________ (Kp指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压=p总×A的物质的量分数，计算结果保留2位有效数字)。
二、利用烯烃催化制取甲醇
制取过程中发生如下反应：
反应I：C3H6(g)+3H2O(g)⇌3CH3OH(g) ΔH2
反应Ⅱ：C2H4(g)+2H2O(g)⇌2CH3OH(g) ΔH3
反应Ⅲ：3C2H4(g)⇌2C3H6(g) ΔH4
(3)反应I、Ⅲ的vantHoff实验数据如图所示(vantHoff经验公式RInK=-
+C，
为标准焓变，K为平衡常数，R和C为常数)。根据图判断：ΔH3=___________ (用含ΔH2和ΔH4的计算式表示)，反应Ⅲ的___________ kJ·mol-1。
一、利用CO2制取甲醇
当原料组成为n(CO2)：n(H2)=1：3通入某密闭容器，合成CH3OH的反应体系中主要包含以下反应：
反应①：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应②：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ/mol
(1)已知反应②的v正=k正c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆c(H2O)·c(CO)(k正、k逆为速率常数，与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度，则
(2)维持压强为6.4MPa，测得不同温度下，反应经过相同时间时CO2的转化率、甲醇的选择性如图所示[CH3OH的选择性=
×100%]。 ①ΔH1
②T1K时，若反应从开始到达到a点所用时间为5min，则v(CH3OH)=
二、利用烯烃催化制取甲醇
制取过程中发生如下反应：
反应I：C3H6(g)+3H2O(g)⇌3CH3OH(g) ΔH2
反应Ⅱ：C2H4(g)+2H2O(g)⇌2CH3OH(g) ΔH3
反应Ⅲ：3C2H4(g)⇌2C3H6(g) ΔH4
(3)反应I、Ⅲ的vantHoff实验数据如图所示(vantHoff经验公式RInK=-
+C，为标准焓变，K为平衡常数，R和C为常数)。根据图判断：ΔH3=
更新时间：2023-05-30 16:51:51
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【推荐1】目前“低碳减排”备受关注，
的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。
(1)汽车尾气净化的主要原理为
。在密闭容器中发生该反应时，
随温度
、催化剂表面积
和时间
的变化曲线如图1示。据此判断：
①该反应的
______ 
填“
”或“
”
。
②在
温度下，
内的平均反应速率
______ 
。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可增大化学反应速率。若催化剂的表面积
，在答题卡相应图中画出在
、
条件下达到平衡过程中的变化曲线_____ 。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图如图2正确且能说明反应在进行到
时刻达到平衡状态的是______ 
填代号。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用
催化还原
可以消除氮氧化物的污染。
例如：
写出
催化还原
生成
、
和
的热化学方程式：______ 。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图3通过人工光合作用，以和为原料制备HCOOH和
的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应为______
③常温下
的HCOONa溶液pH为10，则HCOOH的电离常数
______ 
填写最终计算结果。
的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。(1)汽车尾气净化的主要原理为
。在密闭容器中发生该反应时，随温度、催化剂表面积和时间的变化曲线如图1示。据此判断：①该反应的
填“”或“”。②在
温度下，内的平均反应速率。③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可增大化学反应速率。若催化剂的表面积
，在答题卡相应图中画出在、条件下达到平衡过程中的变化曲线④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图如图2正确且能说明反应在进行到
时刻达到平衡状态的是填代号。(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用
催化还原可以消除氮氧化物的污染。例如：
写出
催化还原生成、和的热化学方程式：②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图3通过人工光合作用，以
和为原料制备HCOOH和的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应为③常温下
的HCOONa溶液pH为10，则HCOOH的电离常数填写最终计算结果。
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【推荐2】乙苯(
)是重要的化工原料，工业上利用乙苯可以制备苯乙烯和β-氯苯乙烷:
乙苯脱氢制苯乙烯:
(g) 
(g)+H2(g) △H1=akJ/mol
乙苯氯化制β-氯苯乙烷:
(g) +Cl2(g) 
(g)+HCl(g) △H2=bkJ/mol
回答下列问题:
(1)利用下表提供的数据计算a=_____ 。乙苯脱氢制苯乙烯的反应在_____ (填“高温”或“低温”)有利于其自发进行。
(2)已知
(g)+HCl(g)
(g) △H=-54kJ/mol
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-185kJ/mol 则b=______________ 。
(3)T℃，将nmol乙苯加入到体积为V L的恒容容器中，发生脱氢反应，容器内压强随时间变化如下表所示:
平衡时容器内气体的总物质的量为______ ，乙苯的转化率为______ %。
(4)工业由乙苯脱氢制苯乙烯实际上是在恒压密闭容器中进行的。将m mol乙苯通入某恒压密闭容器中(反应过程中维持压强为p),乙苯的平衡转化率随温度变化如右图所示:
①在a点所示的条件下，向该容器中通入25L水蒸气，则乙苯的转化率______ (填“变大”“变小”或不变)，生成苯乙烯的速率________ (填“变大”“变小”或不变)。
②b点气体总体积______ (填“<”“>”或“=”)c 点气体总体积。
③c点平衡常数Kp=_______ (用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=物质的量分数×总压)。
)是重要的化工原料，工业上利用乙苯可以制备苯乙烯和β-氯苯乙烷:乙苯脱氢制苯乙烯:
(g) (g)+H2(g) △H1=akJ/mol乙苯氯化制β-氯苯乙烷:
(g) +Cl2(g) (g)+HCl(g) △H2=bkJ/mol回答下列问题:
(1)利用下表提供的数据计算a=
| 化学键 | C-H | C-C | H-H | C=C |
| 键能/kJ/mol | 412 | 348 | 436 | 612 |
(g)+HCl(g) (g) △H=-54kJ/molH2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-185kJ/mol 则b=
(3)T℃，将nmol乙苯加入到体积为V L的恒容容器中，发生脱氢反应，容器内压强随时间变化如下表所示:
| 时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
| 压强/×100 kPa | 1.0 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.4 |
(4)工业由乙苯脱氢制苯乙烯实际上是在恒压密闭容器中进行的。将m mol乙苯通入某恒压密闭容器中(反应过程中维持压强为p),乙苯的平衡转化率随温度变化如右图所示:
①在a点所示的条件下，向该容器中通入25L水蒸气，则乙苯的转化率
②b点气体总体积
③c点平衡常数Kp=
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【推荐3】在密闭容器中进行反应①Fe(s)+CO2(g) 
FeO(s)+CO(g) ΔH1=akJ·mol-
反应②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H2=b kJ·mol-
反应③2Fe(s)+O2(g)2FeO(s) △H3
(1) △H3=___________ (用含a、b的代数式表示)。
(2)反应①的化学平衡常数表达式K=____________ ，已知500℃时反应①的平衡常数K=1，在此温度下2 L密闭容器中进行反应①，Fe和CO2的起始量均为2.0 mol，达到平衡时CO2的转化率为______________ ，CO的平衡浓度为________________ 。
(3)将上述平衡体系升温至700℃，再次达到平衡时体系中CO的浓度是CO2浓度的两倍，则a___________ 0(填“>”、“<”或“=”)。为了加快化学反应速率且使体系中CO的物质的量增加，其他条件不变时，可以采取的措施有__________ (填序号)。
A．缩小反应器体积 B．再通入CO2 c．升高温度 D．使用合适的催化剂
FeO(s)+CO(g) ΔH1=akJ·mol-反应②2CO(g)+O2(g)
2CO2(g) △H2=b kJ·mol-反应③2Fe(s)+O2(g)
2FeO(s) △H3(1) △H3=
(2)反应①的化学平衡常数表达式K=
(3)将上述平衡体系升温至700℃，再次达到平衡时体系中CO的浓度是CO2浓度的两倍，则a
A．缩小反应器体积 B．再通入CO2 c．升高温度 D．使用合适的催化剂
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【推荐1】开发、使用清洁能源发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。
(1)已知：
①2CH3OH(l)+3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1= -1275.6 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g) = 2CO2(g) ΔH2= -566.0 kJ·mol-1
③H2O(g) = H2O(l) ΔH3= -44.0 kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：_______ 。
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于：CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH>0
①该反应的平衡常数表达式K=_______ ，一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。则T1_______ T2 (填“<”或“>”或“=”)。
②120℃时，将1 mol CH4和2 mol H2O(g)通入容积为1 L的密闭容器中发生反应，不能 说明该反应已经达到平衡状态的是_______ 。
a.容器内气体密度恒定
b.混合气体的相对分子质量恒定
c.容器内的压强恒定
d.3V正(CH4)=V逆(H2)
e.单位时间内消耗0.3 mol CH4同时生成0.9mol H2
(3)某实验小组利用CO(g)、O2(g)、KOH(aq)设计成如图所示的电池装置，则该电池负极的电极反应式为_______ 。当有4mol电子通过导线时，消耗标准状况下的O2体积为_______ L。
(1)已知：
①2CH3OH(l)+3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1= -1275.6 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g) = 2CO2(g) ΔH2= -566.0 kJ·mol-1
③H2O(g) = H2O(l) ΔH3= -44.0 kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于：CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH>0
①该反应的平衡常数表达式K=
②120℃时，将1 mol CH4和2 mol H2O(g)通入容积为1 L的密闭容器中发生反应，
a.容器内气体密度恒定
b.混合气体的相对分子质量恒定
c.容器内的压强恒定
d.3V正(CH4)=V逆(H2)
e.单位时间内消耗0.3 mol CH4同时生成0.9mol H2
(3)某实验小组利用CO(g)、O2(g)、KOH(aq)设计成如图所示的电池装置，则该电池负极的电极反应式为
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【推荐2】近年来，碳中和、碳达峰成为热点。以二氧化碳为原料生产甲醇是一种有效利用二氧化碳的途径。
(1)已知：反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
若某反应的平衡常数表达式为
，根据反应Ⅰ～Ⅲ，请写出此反应的热化学方程式_______ 。
(2)在一定条件下(温度为
℃)，往恒容密闭容器中充入
和
，发生反应Ⅰ，初始压强为
，5min达到平衡，压强为
。
①的平衡转化率
_______ 。
②若该反应的速率方程
，k为常数，p为平衡时气体分压，则该反应的速率v=_______ (用含k的式子表示，分压=总压×物质的量分数)。
(3)工业中，对于反应Ⅰ，通常同时存在副反应Ⅳ：
。在一定条件下，在合成塔中充入一定量和
。不同压强时，的平衡转化率如图(a)所示。当气体总压强恒定为1MPa时，平衡时各物质的物质的量分数如图(b)所示。
①图(a)中，相同温度下，压强越大，的平衡转化率越大，其原因是_______ ；
②由图(b)可知_______ 0(填“>”或“＜”或“=”)；的物质的量分数随温度升高而增大的原因是_______ 。
(4)研究HCHO燃料电池和氯碱工业联合应用装置如图所示，两极间用阳离子交换膜隔开，左右两侧分别是NaOH溶液和NaCl稀溶液。电极b为_______ 极，a极的电极反应式为_______ 。
(1)已知：反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
若某反应的平衡常数表达式为
，根据反应Ⅰ～Ⅲ，请写出此反应的热化学方程式(2)在一定条件下(温度为
℃)，往恒容密闭容器中充入和，发生反应Ⅰ，初始压强为，5min达到平衡，压强为。①
的平衡转化率②若该反应的速率方程
，k为常数，p为平衡时气体分压，则该反应的速率v=(3)工业中，对于反应Ⅰ，通常同时存在副反应Ⅳ：
。在一定条件下，在合成塔中充入一定量和。不同压强时，的平衡转化率如图(a)所示。当气体总压强恒定为1MPa时，平衡时各物质的物质的量分数如图(b)所示。①图(a)中，相同温度下，压强越大，
的平衡转化率越大，其原因是②由图(b)可知
的物质的量分数随温度升高而增大的原因是(4)研究HCHO燃料电池和氯碱工业联合应用装置如图所示，两极间用阳离子交换膜隔开，左右两侧分别是NaOH溶液和NaCl稀溶液。电极b为
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【推荐3】一定温度下，向一容积为2L的恒容密闭容器中充入0.4 molSO2和0.2mol O2发生反应： 2SO2(g)+O2(g) 
2SO3(g) 
=-196 kJ/mol。 当反应达到平衡时，容器内压强与起始时容器内压强比为5：6。请回答下列问题：
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是___________ (填字母)。
a． SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2：1：2 b．发容器内气体的压强不再变化
c．容器内混合气体的密度保持不变 d．SO3的物质的量不再变化
e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等
(2)有利于提高SO2的平衡转化率的措施有：___________
a．使用催化剂 b．降低温度 c．及时分离出SO3
(3)此温度下该反应的平衡常数K=___________ 。
(4)如图所示平衡时SO3的体积分数随压强和温度变化的曲线，则：
①温度关系：T1___________ T2(填“＞”“＜”“=”，下同)
②平衡常数关系：KA___________ KB，KA___________ KD。
2SO3(g) =-196 kJ/mol。 当反应达到平衡时，容器内压强与起始时容器内压强比为5：6。请回答下列问题：(1)判断该反应达到平衡状态的标志是
a． SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2：1：2 b．发容器内气体的压强不再变化
c．容器内混合气体的密度保持不变 d．SO3的物质的量不再变化
e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等
(2)有利于提高SO2的平衡转化率的措施有：
a．使用催化剂 b．降低温度 c．及时分离出SO3
(3)此温度下该反应的平衡常数K=
(4)如图所示平衡时SO3的体积分数随压强和温度变化的曲线，则：
①温度关系：T1
②平衡常数关系：KA
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【推荐1】我国提出“碳达峰”与“碳中和”目标，更加凸显了利用CO2合成高价值化学品的重要性。
Ⅰ．工业上利用CO2催化重整甲烷制取合成气，反应为CO2(g) + CH4(g)
2CO(g) + 2H2(g)
(1)该反应的熵变△S___________ 0(填“＞”、“＜”或“=”)；CO2的电子式为___________ 。
(2)已知各物质的标准摩尔生成焓(指在标准状态即压力为100kPa，一定温度下，由元素最稳定的单质生成1摩尔纯化合物时的反应焓变)数据如下表：
若该催化重整反应生成了2 mol CO，所需热量为___________ kJ，有利于提高CO2平衡转化率的条件是___________ (填标号)。
a．高温高压 b．高温低压 c．低温高压 d．低温低压
(3)在恒温(T)、恒压(p)条件下，向密闭容器中加入CO2和CH4各2 mol及催化剂进行催化重整反应，达到平衡时，CO2的转化率为50％。该温度下反应的平衡常数Kp=___________ (用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ．工业上利用CO2超干重整CH4的转化如图所示：
(4)CO2超干重整CH4总反应的化学方程式为___________ 。
(5)关于CO2超干重整CH4反应，下列说法错误的是___________ (填序号)
a．在450℃下，向恒容容器中投料进行反应，混合气体总压强不变说明反应达到平衡状态
b．转化②实现了含碳物质与含氢物质的分离
c．转化③中Fe与CaCO3反应的物质的量之比为4∶3
Ⅰ．工业上利用CO2催化重整甲烷制取合成气，反应为CO2(g) + CH4(g)
2CO(g) + 2H2(g)(1)该反应的熵变△S
(2)已知各物质的标准摩尔生成焓(指在标准状态即压力为100kPa，一定温度下，由元素最稳定的单质生成1摩尔纯化合物时的反应焓变)数据如下表：
| 物质 | CO2(g) | CH4(g) | CO(g) | H2(g) |
| 标准摩尔生成焓/kJ·mol-1 | -393.5 | -74.8 | -110.5 | 0 |
若该催化重整反应生成了2 mol CO，所需热量为
a．高温高压 b．高温低压 c．低温高压 d．低温低压
(3)在恒温(T)、恒压(p)条件下，向密闭容器中加入CO2和CH4各2 mol及催化剂进行催化重整反应，达到平衡时，CO2的转化率为50％。该温度下反应的平衡常数Kp=
Ⅱ．工业上利用CO2超干重整CH4的转化如图所示：
(4)CO2超干重整CH4总反应的化学方程式为
(5)关于CO2超干重整CH4反应，下列说法错误的是
a．在450℃下，向恒容容器中投料进行反应，混合气体总压强不变说明反应达到平衡状态
b．转化②实现了含碳物质与含氢物质的分离
c．转化③中Fe与CaCO3反应的物质的量之比为4∶3
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【推荐2】CO2的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善，回答下列问题：
(1) CO2和乙烷反应制备乙烯。常温常压时，相关物质的相对能量如图所示：
的计算如下：
则CO2和乙烷反应生成乙烯、CO和液态水的热化学方程式为___________ 。
(2) CO2和
反应制备
，某学习兴趣小组为了研究该反应，将足量的某碳酸氢盐
固体置于真空恒容密闭容器中，发生如下反应：
。反应达平衡时体系的总压为
，保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的，再加入足量
，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于
，则的初始压强应大于________ 
。
(3)和制备甲醇，反应体系中涉及以下两个反应：
I．
Ⅱ．
将CO2和H+按物质的量之比1∶3混合通入刚性密闭容器中，在催化剂作用下发生反应I和反应Ⅱ，在相同的时间内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图所示。
①在上述条件下合成甲醇的工业条件是___________ (填标号)。
A．210℃ B．230℃ C．催化CZT D．催化剂
②
以上，升高温度导致CO2的转化率增大，甲醇的产率降低。可能的原因是___________ 。
③时，容器内压强随时间的变化如下表所示：
反应I的速率可表示为
(k为常数)，平衡时
，则反应在
时
___________ (用含
的式子表示)。达平衡时
的选择性=___________ ，反应Ⅱ的
___________ 。
(1) CO2和乙烷反应制备乙烯。常温常压时，相关物质的相对能量如图所示：
的计算如下：则CO2和乙烷反应生成乙烯、CO和液态水的热化学方程式为
(2) CO2和
反应制备，某学习兴趣小组为了研究该反应，将足量的某碳酸氢盐固体置于真空恒容密闭容器中，发生如下反应：。反应达平衡时体系的总压为，保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的，再加入足量，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于，则的初始压强应大于。(3)
和制备甲醇，反应体系中涉及以下两个反应：I．
Ⅱ．
将CO2和H+按物质的量之比1∶3混合通入刚性密闭容器中，在催化剂作用下发生反应I和反应Ⅱ，在相同的时间内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图所示。
①在上述条件下合成甲醇的工业条件是
A．210℃ B．230℃ C．催化CZT D．催化剂
②
以上，升高温度导致CO2的转化率增大，甲醇的产率降低。可能的原因是③
时，容器内压强随时间的变化如下表所示：时间 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
压强 |  |  |  |  | |
(k为常数)，平衡时，则反应在时的式子表示)。达平衡时的选择性=
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【推荐3】废气中的H2S通过高温热分解可制取氢气：2H2S(g)
2H2(g)+S2(g)。现在3 L密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。
(1)某温度时，测得反应体系中有气体1.31 mol，反应1 min后，测得气体为1.37 mol，则1 min内H2的生成速率为____ 。
(2)某温度时，H2S的转化率达到最大值的依据是____ (选填编号)。
A．气体的压强不发生变化 B．气体的密度不发生变化
C．
不发生变化 D．单位时间里分解的H2S和生成的H2一样多
(3)实验结果如图。图中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系，曲线b表示不同温度下、反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。该反应为反应____ (填“放热”或“吸热”)。曲线b随温度的升高，向曲线a逼近的原因是____ 。在容器体积不变的情况下，如果要提高H2的体积分数，可采取的一种措施是____ 。
(4)使1 LH2S与20 L空气(空气中O2体积分数为0.2)完全反应后恢复到室温，混合气体的体积是____ L。若2 g H2S完全燃烧后生成二氧化硫和水蒸气，同时放出29.4 kJ的热量，该反应的热化学方程式是____ 。
2H2(g)+S2(g)。现在3 L密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。(1)某温度时，测得反应体系中有气体1.31 mol，反应1 min后，测得气体为1.37 mol，则1 min内H2的生成速率为
(2)某温度时，H2S的转化率达到最大值的依据是
A．气体的压强不发生变化 B．气体的密度不发生变化
C．
不发生变化 D．单位时间里分解的H2S和生成的H2一样多(3)实验结果如图。图中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系，曲线b表示不同温度下、反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。该反应为反应
(4)使1 LH2S与20 L空气(空气中O2体积分数为0.2)完全反应后恢复到室温，混合气体的体积是
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