1 . 2023年杭州亚运会主火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了循环内的零排放。“零碳甲醇”作为公认的新型清洁可再生能源，不易爆炸、储运安全便捷。
甲醇的制备方法有二氧化碳加氢法、电催化法、甲烷催化氧化法等。回答下列问题：
Ⅰ.二氧化碳加氢制甲醇：
①
kJ/mol
②
kJ/mol
③
已知：甲醇的选择性
(1)
___________ ，该反应自发进行的条件是___________ 。
(2)一定温度下，在恒容密闭反应器中，反应③达到平衡，下列措施中能使平衡体系中
增大且加快化学反应速率的是___________ (填字母)。
(3)恒温恒容条件下，原料气
、
以物质的量浓度之比为1∶3投料时，控制合适条件(不考虑反应③)，甲醇的选择性为60%。已知初始压强为4MPa，
，达到平衡时，
mol/L，则该过程中
的平衡转化率为___________ %，该条件下反应②的
___________ (保留三位有效数字)。
Ⅱ.电催化法
一种基于铜基金属簇催化剂电催化还原制备甲醇的装置如左下图所示。控制其他条件相同，将一定量的通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如右下图所示。
的电极反应式为___________ 。
(5)控制电压为0.8V，电解时转移电子的物质的量为___________ mol。
Ⅲ.甲烷催化氧化法
主反应：
副反应：
科学家将
、
和
(
是活性催化剂)按一定体积比在催化剂表面合成甲醇，部分反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS代表过渡态)。___________ kJ·mol
，写出该步骤反应的化学方程式：___________ 。
甲醇的制备方法有二氧化碳加氢法、电催化法、甲烷催化氧化法等。回答下列问题：
Ⅰ.二氧化碳加氢制甲醇：
①
kJ/mol②
kJ/mol③
已知：甲醇的选择性
(1)
(2)一定温度下，在恒容密闭反应器中，反应③达到平衡，下列措施中能使平衡体系中
增大且加快化学反应速率的是___________ (填字母)。| A．升高温度 | B．充入 ，使体系压强增大 |
C．再充入1 mol | D．将从体系中分离出去 |
(3)恒温恒容条件下，原料气
、以物质的量浓度之比为1∶3投料时，控制合适条件(不考虑反应③)，甲醇的选择性为60%。已知初始压强为4MPa，，达到平衡时，mol/L，则该过程中的平衡转化率为Ⅱ.电催化法
一种基于铜基金属簇催化剂电催化还原
制备甲醇的装置如左下图所示。控制其他条件相同，将一定量的通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如右下图所示。
的电极反应式为(5)控制电压为0.8V，电解时转移电子的物质的量为
Ⅲ.甲烷催化氧化法
主反应：
副反应：
科学家将
、和(是活性催化剂)按一定体积比在催化剂表面合成甲醇，部分反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS代表过渡态)。
，写出该步骤反应的化学方程式：
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解题方法
2 . 氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：
(1)Ⅰ.根据图1数据计算反应
的
。
Ⅱ.在一定温度、催化剂存在的条件下，密闭容器中CO与
转化为与
，相关反应如下：
①
②
③
(2)则反应I：
的(3)合成氨工厂以“水煤气”和
为原料，采用两段间接换热式绝热反应器，由进气口充入一定量含CO、、、的混合气体，在反应器A进行合成氨，其催化剂Ⅲ铁触媒，在500℃活性最大，反应器B中主要发生的反应为
，装置如图2。
①温度比较：气流a
②气体流速一定，经由催化剂Ⅰ到催化剂Ⅱ，原料转化率有提升，其可能原因是：
③下列说法正确的是
A．合成氨是目前自然固氮最重要的途径
B．利用焦炭与水蒸气高温制备水煤气时，适当加快通入水蒸气流速，有利于水煤气生成
C．体系温度升高，可能导致催化剂失活，用热交换器将原料气可预热并使反应体系冷却
D．终端出口2得到的气体，通过液化可分离出
(4)LiH-3d过渡金属复合催化剂也可用于催化合成氨，已知
先被吸附发生反应
，紧接着被吸附发生的反应方程式
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3 . 近年碳中和理念成为热门，通过“CO2→合成气→高附加值产品”的工艺路
线，可有效实现 CO2的资源化利用。请回答下列问题：
(1)CO2 加氢制合成气(CO、H2)时发生下列反应：
已知：①
②
则
_______ 
(2)CO2经催化加氢可合成烯烃：
。在 0.1MPa时，按 n(CO2)∶n(H2)=1∶3 投料，如图所示为不同温度(T)下，平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①在一个恒温恒容的密闭容器中，该可逆反应达到平衡的标志是_____ (填字母)。
A．容器内各物质的浓度不随时间变化 B．2v 正(CO2)=3v 逆(H2)
C．容器内压强不随时间变化 D．混合气体的密度不再改变
② 曲线 c 表示的物质为_______ (用化学式表示)。
(3)由CO2与H2反应合成甲醇：
。某温度下将1mol CO2和3molH2充入体积不变的 2L 密闭容器中，初始总压为 8MPa，发生上述反应，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表：
该条件下的分压平衡常数 Kp= ______ (MPa)－2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(4)电催化 CO2 制备燃料可实现资源综合利用。如图所示装置工作时，阴极只生成 HCOOH 时，每转移 2mol 电子，阴极室溶液质量增加_____ g。
线，可有效实现 CO2的资源化利用。请回答下列问题：
(1)CO2 加氢制合成气(CO、H2)时发生下列反应：
已知：①
②
则
(2)CO2经催化加氢可合成烯烃：
。在 0.1MPa时，按 n(CO2)∶n(H2)=1∶3 投料，如图所示为不同温度(T)下，平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。①在一个恒温恒容的密闭容器中，该可逆反应达到平衡的标志是
A．容器内各物质的浓度不随时间变化 B．2v 正(CO2)=3v 逆(H2)
C．容器内压强不随时间变化 D．混合气体的密度不再改变
② 曲线 c 表示的物质为
(3)由CO2与H2反应合成甲醇：
。某温度下将1mol CO2和3molH2充入体积不变的 2L 密闭容器中，初始总压为 8MPa，发生上述反应，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表：| 时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| p后/p前 | 0.92 | 0.85 | 0.79 | 0.75 | 0.75 |
(4)电催化 CO2 制备燃料可实现资源综合利用。如图所示装置工作时，阴极只生成 HCOOH 时，每转移 2mol 电子，阴极室溶液质量增加
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解题方法
4 . 
可作为制备甲烷、甲醇和甲醛等的原料，对于实现“碳中和”具有重要的意义。回答下列问题：
(1)已知下列反应；
Ⅰ．
Ⅱ．
①反应Ⅲ的平衡常数表达式为
，则反应Ⅲ的热化学方程式为________ ，该反应中的活化能
(正) ________ (填“>”或“<”)(逆)。
②在恒容条件下进行反应Ⅱ，下列情况能说明该反应一定达平衡的是________ (填字母)。
A．
B．气体的密度不再随时间改变
C．CO的体积分数不再随时间改变 D．气体的平均摩尔质量不再随时间改变
③某温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入6mol
、2mol 进行反应Ⅰ，若平衡时容器内的压强与起始压强之比为4：5.达到平衡时的转化率是________ ，此温下，该反应的平衡常数为________ (列出计算式即可)。
(2)研究表明，可以将转化为炭黑回收利用，反应原理如图所示。
①整个过程中FeO的作用是___________ 。
②转化为炭黑的总反应化学方程式为___________ 。
(3)工业上常用高浓度的
溶液吸收，得溶液X，再利用电解法使溶液再生，其装置示意图如图：
①在阳极区发生的反应包括___________ 和
②简述
在阴极区再生的原理：______________________ 。
可作为制备甲烷、甲醇和甲醛等的原料，对于实现“碳中和”具有重要的意义。回答下列问题：(1)已知下列反应；
Ⅰ．
Ⅱ．
①反应Ⅲ的平衡常数表达式为
，则反应Ⅲ的热化学方程式为(正) (逆)。②在恒容条件下进行反应Ⅱ，下列情况能说明该反应一定达平衡的是
A．
B．气体的密度不再随时间改变C．CO的体积分数不再随时间改变 D．气体的平均摩尔质量不再随时间改变
③某温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入6mol
、2mol 进行反应Ⅰ，若平衡时容器内的压强与起始压强之比为4：5.达到平衡时的转化率是(2)研究表明，可以将
转化为炭黑回收利用，反应原理如图所示。 ①整个过程中FeO的作用是
②
转化为炭黑的总反应化学方程式为(3)工业上常用高浓度的
溶液吸收，得溶液X，再利用电解法使溶液再生，其装置示意图如图： ①在阳极区发生的反应包括
②简述
在阴极区再生的原理：
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2023-06-12更新
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57次组卷
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3卷引用：陕西省汉中市镇巴县2022-2023学年高二下学期期末考试化学试题
5 . Ⅰ.制水煤气的主要化学反应方程式为：C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g），此反应是吸热反应。
①此反应的化学平衡常数表达式为____________________ ；
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是____________________ 。
E.将碳研成粉末
Ⅱ.研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）已知石墨的标准燃烧热为y kJ·mol－1，1.2g石墨在1.68L（标准状况）氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出x kJ热量。则石墨与氧气反应生成CO的热化学方程式为：
________________________________________________________________ 。
（2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是：
________________________________________________________________ 。
②由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图1所示，该电池反应的离子方程式为：_____________________________________________________________ 。
（3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) △H
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为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的关系曲线如图2所示，则上述CO2转化为甲醇反应的ΔH__________ (填“>” “<”或“＝”)0。
②在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、Ⅱ 对应的平衡常数大小关系为KⅠ__________________ KⅡ(填“>” “<”或“＝”)。
③一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为____________________ 。
CO（g）+H2（g），此反应是吸热反应。①此反应的化学平衡常数表达式为
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是
| A．加入C（s） |
| B．加入H2O（g） |
| C．升高温度 |
| D．增大压强 |
E.将碳研成粉末
Ⅱ.研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）已知石墨的标准燃烧热为y kJ·mol－1，1.2g石墨在1.68L（标准状况）氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出x kJ热量。则石墨与氧气反应生成CO的热化学方程式为：
（2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是：
②由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图1所示，该电池反应的离子方程式为：
（3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) △H ①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为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的关系曲线如图2所示，则上述CO2转化为甲醇反应的ΔH
②在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、Ⅱ 对应的平衡常数大小关系为KⅠ
③一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。
| 容 器 | 甲 | 乙 |
| 反应物投入量 | 1molCO2 3molH2 | a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为
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2016-12-08更新
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178次组卷
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2卷引用：2015届陕西省西安市长安一中高三上学期第三次月考化学试卷
