解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷239
Ⅰ.为了探究一种固体化合物甲（仅含3种元素）的组成和性质，设计并完成如下实验：(气体体积已经换算成标准状况下的体积）
请回答：
（1）写出化合物甲的化学式________ 。
（2）写出形成溶液C的化学方程式：_____________ 。
（3）写出气体A通入溶液D中，发生反应的离子反应方程式__________ 。
Ⅱ.近年来化学家又研究开发出了用 H2和CH3COOH 为原料合成乙醇（反应Ⅰ），同时会发生副反应Ⅱ。
反应Ⅰ.CH3COOH(g)+2H2(g)
CH3CH2OH(g) +H2O(g) △H1
反应Ⅱ. CH3COOH(g)+H2(g)CO(g)+CH4(g)+H2O(g) △H2＞0
已知：乙醇选择性是转化的乙酸中生成乙醇的百分比。请回答：
（1）反应Ⅰ一定条件下能自发进行，则△H1___ 0。（填“＞”或“＜”）
（2）某实验中控制 CH3COOH 和 H2初始投料比为 1∶1.5，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
①有利于提高CH3COOH转化为CH3 CH2OH平衡转化率的措施有______ 。
A 使用催化剂甲 B 使用催化剂乙
C 降低反应温度 D 投料比不变，增加反应物的浓度
E 增大CH3COOH和H2的初始投料比
②673K甲催化剂作用下反应Ⅰ已达平衡状态，测得乙酸的转化率为50%，乙醇的选择性40%，若此时容器体积为 1.0L，CH3COOH 初始加入量为2.0mol，则反应Ⅰ的平衡常数 K=_____ 。
③表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CH3COOH转化成CH3CH2OH的选择性有显著的影响，其原因是_________________ 。
（3）在图中分别画出I在催化剂甲和催化剂乙两种情况下“反应过程-能量”示意图 。_____
请回答：
（1）写出化合物甲的化学式
（2）写出形成溶液C的化学方程式：
（3）写出气体A通入溶液D中，发生反应的离子反应方程式
Ⅱ.近年来化学家又研究开发出了用 H2和CH3COOH 为原料合成乙醇（反应Ⅰ），同时会发生副反应Ⅱ。
反应Ⅰ.CH3COOH(g)+2H2(g)
CH3CH2OH(g) +H2O(g) △H1反应Ⅱ. CH3COOH(g)+H2(g)
CO(g)+CH4(g)+H2O(g) △H2＞0已知：乙醇选择性是转化的乙酸中生成乙醇的百分比。请回答：
（1）反应Ⅰ一定条件下能自发进行，则△H1
（2）某实验中控制 CH3COOH 和 H2初始投料比为 1∶1.5，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
| 温度（K） | 催化剂 | 乙酸的转化率（%） | 乙醇选择性（%） |
| 573 | 甲 | 40 | 50 |
| 573 | 乙 | 30 | 60 |
| 673 | 甲 | 55 | 35 |
| 673 | 乙 | 40 | 50 |
①有利于提高CH3COOH转化为CH3 CH2OH平衡转化率的措施有
A 使用催化剂甲 B 使用催化剂乙
C 降低反应温度 D 投料比不变，增加反应物的浓度
E 增大CH3COOH和H2的初始投料比
②673K甲催化剂作用下反应Ⅰ已达平衡状态，测得乙酸的转化率为50%，乙醇的选择性40%，若此时容器体积为 1.0L，CH3COOH 初始加入量为2.0mol，则反应Ⅰ的平衡常数 K=
③表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CH3COOH转化成CH3CH2OH的选择性有显著的影响，其原因是
（3）在图中分别画出I在催化剂甲和催化剂乙两种情况下“反应过程-能量”
18-19高二下·浙江嘉兴·期末
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催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2 II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1：2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
【备注】Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：
(1)反应I的平衡常数表达式K=___ ；
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___ 。
A．使用催化剂Cat.1
B．使用催化剂Cat.2
C．降低反应温度
D．投料比不变，增加反应物的浓度
E．增大CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是___ 。
(4)在图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程～能量”示意图 ___ 。
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1 ICO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2 II某实验室控制CO2和H2初始投料比为1：2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
| T(K) | 催化剂 | CO2转化率（%） | 甲醇选择性（%） |
| 543 | Cat.1 | 12.3 | 42.3 |
| 543 | Cat.2 | 10.9 | 72.7 |
| 553 | Cat.1 | 15.3 | 39.1 |
| 553 | Cat.2 | 12.0 | 71.6 |
【备注】Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：
(1)反应I的平衡常数表达式K=
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有
A．使用催化剂Cat.1
B．使用催化剂Cat.2
C．降低反应温度
D．投料比不变，增加反应物的浓度
E．增大CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是
(4)在图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程～能量”
催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I
CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） ΔH2 II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1：2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
【备注】Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O（l）=H2O（g）ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：
（1）反应I的平衡常数表达式K=___ ；
（2）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___ 。
A.使用催化剂Cat.1
B.使用催化剂Cat.2
C.降低反应温度
D.投料比不变，增加反应物的浓度
E.增大CO2和H2的初始投料比
（3）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是___ 。
（4）在图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程～能量”示意图 ___ 。
CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g） ΔH1=-53.7kJ·mol-1 ICO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g） ΔH2 II某实验室控制CO2和H2初始投料比为1：2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
| T(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
| 543 | Cat.1 | 12.3 | 42.3 |
| 543 | Cat.2 | 10.9 | 72.7 |
| 553 | Cat.1 | 15.3 | 39.1 |
| 553 | Cat.2 | 12.0 | 71.6 |
【备注】Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O（l）=H2O（g）ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：
（1）反应I的平衡常数表达式K=
（2）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有
A.使用催化剂Cat.1
B.使用催化剂Cat.2
C.降低反应温度
D.投料比不变，增加反应物的浓度
E.增大CO2和H2的初始投料比
（3）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是
（4）在图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程～能量”
催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一，研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO，反应的热化学方程式如下：
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1=－53.7kJ•mol-1 I
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1︰2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
[备注]Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1。
②H2O(l)=H2O(g) △H3=+44.0kJ•mol-1
请回答（不考虑温度对△H的影响）：
(1)反应I的平衡常数表达式K=______ ；反应II的△H2=______ kJ•mol-1．
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有__________ 。
A．使用催化剂Cat.1 B．使用催化剂Cat.2
C．降低反应温度 D．投料比不变，增加反应物的浓度
E．增大 CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是___________________________ 。
(4)在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图_________ 。
(5)研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在______ 极，该电极反应式是_________ 。
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1=－53.7kJ•mol-1 ICO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2 II某实验室控制CO2和H2初始投料比为1︰2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
| T（K） | 催化剂 | CO2转化率（%） | 甲醇选择性（%） |
| 543 | Cat.1 | 12.3 | 42.3 |
| 543 | Cat.2 | 10.9 | 72.7 |
| 553 | Cat.1 | 15.3 | 39.1 |
| 553 | Cat.2 | 12.0 | 71.6 |
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1。
②H2O(l)=H2O(g) △H3=+44.0kJ•mol-1
请回答（不考虑温度对△H的影响）：
(1)反应I的平衡常数表达式K=
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有
A．使用催化剂Cat.1 B．使用催化剂Cat.2
C．降低反应温度 D．投料比不变，增加反应物的浓度
E．增大 CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是
(4)在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图
(5)研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在
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