1 . 
上
加氢制甲醇的某种反应路线如图，下列说法错误的是
上加氢制甲醇的某种反应路线如图，下列说法错误的是 A． 降低了总反应的活化能 |
| B．该路线有非极性键的断裂和形成 |
| C．该合成路线符合绿色化学理念 |
| D．甲醇与水分子能形成分子间氢键 |
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2 . 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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3 . 以CO2为原料制备甲烷等能源物质具有较好的发展前景。
(1)CO2催化(固体催化剂)加氢合成甲烷过程发生以下两个反应：
主反应：CO2(g)+4H2(g)
CH4+2H2O(g) △H1 = -156.9 kJ·mol-1
副反应：CO2(g)+H2(g)CO+H2O(g) △H2 = +41.1kJ·mol-1
为了提高CO2加氢制备CH4过程中CH4的选择性(CH4选择性=
)，主要是通过对催化剂的合理选择来实现。
①CO2加氢制备CH4的一种催化机理如图，下列说法中正确的是_______ (填字母标号)。
A.催化过程使用的催化剂为La2O3和La2O2CO3
B. La2O2CO3可以释放出CO2*(活化分子)
C.H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H*的过程为放热过程
D. CO2加氢制备CH4的过程需要La2O3和Ni共同完成
②保持温度500℃不变，向1L密闭容器中充入4molCO2和12molH2发生反应，若初始压强为p，20min后主、副反应都达到平衡状态，测得此时c(H2O)=5mol·L-1，体系压强变为0.75p，则CO的平衡分压p(CO)=_______ ，主、副反应的综合热效应为_______ ， CH4选择性=_______ (保留3位有效数字)。
(2)CO2的光电催化反应器如下图所示。以TiO2为阳极，通过光解水产生电子和质子，而后传递到阴极(Pt/CNT)诱导阴极催化还原CO2制得异丙醇，生成异丙醇的电极反应式为_______ 。
(3)甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应：
I. 3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g)
II. 2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)
反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式
(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=_______ kJ·mol-1。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是_______ 。
(4)甲酸被认为是理想的氢能载体，我国科技工作者运用DFT计算研究单分子HCOOH在催化剂表面分解产生H2的反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。已知：法拉第常数F = 96500C·mol-1。
①该反应历程中甲酸分解制氢气的△H =_______ kJ·mol-1。
②甲酸直接作为燃料电池的燃料具有能量密度高的优点，该电池的理论输出电压为2.76V，能量密度E =_______ kW·h·kg-1 (保留3位有效数字，能量密度=电池输出电能/燃料质量，1kW·h = 3.6×106 J )。
(1)CO2催化(固体催化剂)加氢合成甲烷过程发生以下两个反应：
主反应：CO2(g)+4H2(g)
CH4+2H2O(g) △H1 = -156.9 kJ·mol-1副反应：CO2(g)+H2(g)
CO+H2O(g) △H2 = +41.1kJ·mol-1为了提高CO2加氢制备CH4过程中CH4的选择性(CH4选择性=
)，主要是通过对催化剂的合理选择来实现。①CO2加氢制备CH4的一种催化机理如图，下列说法中正确的是
A.催化过程使用的催化剂为La2O3和La2O2CO3
B. La2O2CO3可以释放出CO2*(活化分子)
C.H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H*的过程为放热过程
D. CO2加氢制备CH4的过程需要La2O3和Ni共同完成
②保持温度500℃不变，向1L密闭容器中充入4molCO2和12molH2发生反应，若初始压强为p，20min后主、副反应都达到平衡状态，测得此时c(H2O)=5mol·L-1，体系压强变为0.75p，则CO的平衡分压p(CO)=
(2)CO2的光电催化反应器如下图所示。以TiO2为阳极，通过光解水产生电子和质子，而后传递到阴极(Pt/CNT)诱导阴极催化还原CO2制得异丙醇，生成异丙醇的电极反应式为
(3)甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应：
I. 3CH3OH(g)
C3H6(g)+3H2O(g)II. 2CH3OH(g)
C2H4(g)+2H2O(g)反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式
(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=(4)甲酸被认为是理想的氢能载体，我国科技工作者运用DFT计算研究单分子HCOOH在催化剂表面分解产生H2的反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。已知：法拉第常数F = 96500C·mol-1。
①该反应历程中甲酸分解制氢气的△H =
②甲酸直接作为燃料电池的燃料具有能量密度高的优点，该电池的理论输出电压为2.76V，能量密度E =
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名校
解题方法
4 . 2021年我国首次实现以CO2为原料人工合成淀粉，该过程涉及CO2加氢(电解水得氢气)转化为甲醇(CH3OH)的过程，其能量变化如图所示。
下列叙述正确的是
下列叙述正确的是
| A．CO2合成甲醇的反应中，寻找高效催化剂可以改变Q1和Q2的大小 |
| B．CO2合成甲醇的反应中，破坏反应物化学键吸收的能量大于形成产物化学键释放的能量 |
| C．CO2合成甲醇的反应中正反应活化能比逆反应的活化能大Q2kJ |
| D．CO2合成淀粉的过程有碳碳键形成 |
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2022-12-06更新
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191次组卷
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2卷引用：陕西省西安电子科技中学2023-2024学年高二上学期期中测评化学试题
名校
5 . 合成气(CO和H2)是目前化工常用的原料，下面是用甲烷制备合成气的两种方法：①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) ΔH1=+216 kJ·mol-1；②2CH4(g)+O2(g)＝2CO(g)+4H2(g) ΔH2=-72 kJ·mol-1。其中一个反应的反应过程与能量变化关系如图所示。则下列说法正确的是
CO(g)+3H2(g) ΔH1=+216 kJ·mol-1；②2CH4(g)+O2(g)＝2CO(g)+4H2(g) ΔH2=-72 kJ·mol-1。其中一个反应的反应过程与能量变化关系如图所示。则下列说法正确的是| A．E1表示2CH4(g)+O2(g)＝2CO(g)+4H2(g)的活化能 |
| B．E2表示CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的活化能 |
| C．该图示为反应②的反应过程与能量变化示意图 |
| D．一般情况下，加入催化剂，既能降低E1，也能降低E2，但不能改变E1与E2的差值 |
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2018-01-20更新
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459次组卷
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6卷引用：陕西省西安市长安区第一中学2017-2018学年高二上学期期末考试化学（理）试题
