將CO2轉(zhuǎn)化為有機燃料是實現(xiàn)碳資源可持續(xù)利用的有效途徑。
（1）催化加氫制甲醇。向容積為2L的恒容、絕熱密閉容器中通入2.0molCO2和3.0molH2，發(fā)生反應如下：
CO2（g）+3H2（g） 催化劑 CH3OH（g）+H2O（g） ΔH=-49.5kJ?mol-1
①反應在5min時達平衡，測得此時容器內(nèi)CO2（g）與CH3OH（g）的物質(zhì)的量之比為1：3，則前5min內(nèi)，該反應的平均反應速率v（H2）=0.45mol?L-1?min-10.45mol?L-1?min-1。
②下列可用來判斷該反應已達到平衡狀態(tài)的有 ADAD（填標號）。
A．v正（CO2）=v逆（H2O）
B．容器中c（CH3OH）=c（H2O）
C．混合氣體的密度保持不變
D．容器內(nèi)的溫度保持不變
③兩分子甲醇可進一步脫水制得二甲醚：2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g） ΔH=-23.4kJ?mol-1，則2CO2（g）+6H2（g）=CH3OCH3（g）+3H2O（g） 的ΔH=-122.4kJ?mol-1-122.4kJ?mol-1。
（2）催化加氫制甲烷。向恒壓、密閉容器中通入1molCO2和4molH2，在催化劑作用下發(fā)生如下反應：
反應Ⅰ：CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g） ΔH=-164.7kJ?mol-1
反應Ⅱ：CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g） ΔH=+41.2kJ?mol-1
反應Ⅲ：2CO（g）+2H2（g）=CO2（g）+CH4（g） ΔH=-247.1kJ?mol-1
上述反應達平衡時，容器中CO2、CH4和CO的物質(zhì)的量隨溫度的變化關系如圖所示。
①曲線A表示 CH4CH4的物質(zhì)的量隨溫度的變化。
②800℃時曲線B代表物質(zhì)的物質(zhì)的量遠大于400℃時的物質(zhì)的量，其原因是 反應Ⅱ的△H＞0，高溫時正反應進行的程度（或化學平衡常數(shù)）很大，達到平衡時生成的CO很多；反應Ⅲ的△H＜0，高溫時正反應進行的程度（或化學平衡常數(shù)）很小，達到平衡時消耗的CO很少反應Ⅱ的△H＞0，高溫時正反應進行的程度（或化學平衡常數(shù)）很大，達到平衡時生成的CO很多；反應Ⅲ的△H＜0，高溫時正反應進行的程度（或化學平衡常數(shù)）很小，達到平衡時消耗的CO很少。
③曲線C代表物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度的升高，先逐漸增大后逐漸減小。在200～600℃間，曲線C逐漸上升的原因是 反應Ⅰ、反應Ⅲ的△H＜0，均為放熱反應，升高溫度，平衡左移；反應Ⅱ的△H＞0，溫度升高，平衡右移；溫度對反應Ⅰ影響程度大于對反應Ⅱ、反應Ⅲ的影響程度之和反應Ⅰ、反應Ⅲ的△H＜0，均為放熱反應，升高溫度，平衡左移；反應Ⅱ的△H＞0，溫度升高，平衡右移；溫度對反應Ⅰ影響程度大于對反應Ⅱ、反應Ⅲ的影響程度之和。
催化劑
【答案】0.45mol?L-1?min-1；AD；-122.4kJ?mol-1；CH4；反應Ⅱ的△H＞0，高溫時正反應進行的程度（或化學平衡常數(shù)）很大，達到平衡時生成的CO很多；反應Ⅲ的△H＜0，高溫時正反應進行的程度（或化學平衡常數(shù)）很小，達到平衡時消耗的CO很少；反應Ⅰ、反應Ⅲ的△H＜0，均為放熱反應，升高溫度，平衡左移；反應Ⅱ的△H＞0，溫度升高，平衡右移；溫度對反應Ⅰ影響程度大于對反應Ⅱ、反應Ⅲ的影響程度之和
【解答】
【點評】
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2．催化還原CO2是解決溫室效應及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生以下兩個平衡反應。下列有關說法不正確的是（ ?。?br />①CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布：2025/1/6 6:0:5組卷：90引用：3難度：0.5 -
3．現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化，既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放，又可以擴大水煤氣的用途．甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
（1）如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線．
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有關說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化則可逆反應達到平衡
b.一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
（2）已知在常溫常壓下①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-akJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1③H2O（g）=H2O（1）△H=-ckJ?mol-1
則：CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△H=kJ?mol-1
（3）2009年10月，中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電堆．甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示．
①該電池正極的電極反應式為．
②工作一段時間后，當6.4g甲醇完全反應生成CO2時，有個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
（4）以上述電池做電源，用圖3所示裝置，在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁，原因是、（用相關的電極反應式和離子方程式表示）發(fā)布：2024/12/30 14:0:1組卷：25引用：3難度：0.5