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填空题 适中0.65 引用1 组卷392
工业上可利用CO2来制备清洁液体颜料甲醇，有关化学反应如下：
反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）     △H1＝﹣49.6kJ•mol-1
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌H2O（g）+CO（g）     △H2＝+41kJ•mol-1
（1）反应Ⅰ在___（填“低温”或“高温”）下可自发反应。
（2）有利于提高上述反应甲醇平衡产率的条件是___。
A．高温高压     B．低温低压     C．高温低压     D．低温高压
（3）在Cu﹣ZnO/ZrO2催化下，CO2和H2混合气体，体积比1：3，总物质的量amol进行反应，测得CO2转化率、CH3OH和CO选择性随温度、压强变化情况分别如图所示（选择性：转化的CO2中生成CH3OH或CO的百分比）。

①下列说法正确的是___。
A．压强可影响产物的选择性
B．CO2平衡转化率随温度升高先增大后减小
C．由图1可知，反应的最佳温度为220℃左右
D．及时分离出甲醇和水以及使氢气和二氧化碳循环使用，可提高原料利用率
②250℃时，反应Ⅰ和Ⅱ达到平衡，平衡时容器体积为VL，CO2转化率为25%，CH3OH和CO选择性均为50%，则该温度下反应Ⅱ的平衡常数为___。
③分析图2中CO选择性下降的原因___。
2019·浙江·一模
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知识点：化学反应原理综合考查化学平衡的移动及其影响因素化学平衡常数的有关计算反应进行方向判据的应用 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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清洁能源的开发、废水的处理都能体现化学学科的应用价值。
Ⅰ. 工业上可利用CO2来制备清洁燃料甲醇，有关化学反应如下：
反应A：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－49.6kJ·mol-1
反应B：CO2(g)＋H2⇌H2O(g)＋CO(g) △H2＝＋41kJ·mol-1
⑴ 写出用CO(g)和H2(g)合成CH3OH(g)反应的热化学方程式： __________________。
⑵ 反应A可自发进行的温度条件是________(填“低温”或“高温”) 。
⑶ 写出两个有利于提高反应A中甲醇平衡产率的条件___________。
⑷ 在Cu－ZnO／ZrO2催化下，CO2和H2混和气体，体积比1∶3，总物质的量amol进行反应，测得CO2转化率、CH3OH和CO选择性随温度、压强变化情况分别如图所示（选择性：转化的CO2中生成CH3OH或CO的百分比）。

   

① 由上图可知，影响产物选择性的外界条件是______。
A. 温度          B. 压强        C. 催化剂       
② 如图中M点温度为250℃，CO2的平衡转化率为25%，该温度下反应B的平衡常数为________________（用分数表示）。
Ⅱ.实验室模拟“间接电化学氧化法”处理氨氮废水中NH4+的装置如图所示。以硫酸铵和去离子水配制成初始的模拟废水，并以NaCl调节溶液中氯离子浓度，阳极产物将氨氮废水中的NH4+氧化成空气中的主要成分。

   

⑸ 阳极反应式为__________________________________。
⑹ 除去NH4+的离子反应方程式为________________________________________。
工业上用CO2、CO和H2在催化剂下制取甲烷、甲醇、乙烯等有重要的意义。
(1)已知 ①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-572kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ•mol-1 CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=a kJ•mol-1
则a=___________
(2)①利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在体积为2 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的是___________

A．该反应的ΔH<0，且p1<p2
B．若p1时最初充入1 mol CO，经过5 min达到B点的平衡状态，此段时间v(CH3OH)=1.75 mol·L-1·min-1
C．在C点时，CO转化率为75%
D．A、B、C、D的平衡常数大小关系：A=B>C>D
②CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。
反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图一所示。
a.反应Ⅰ自发进行的条件是___________(选填“高温”或“低温”)
b.由图可知温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是___________。
c.由图可知获取CH3OH最适宜的温度是___________。   


(3)以CO2为原料催化加氢合成低碳烯烃的反应方程式：2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)　ΔH。在常压下，FeCoMnK/BeO 作催化剂，按n(CO2)∶n(H2)=1∶3(总物质的量为4a mol)的投料比充入密闭容器中发生反应，测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图二所示。
①250 ℃下，上述反应达到平衡时容器体积为V L，则此温度下该反应的平衡常数为___________(用含a、V的代数式表示)。
②反应开始时在0.1 MPa条件下，以n(H2)∶n(CO2)=3∶1的投料比充入体积固定的密闭容器中，发生反应：2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量分数如图三所示。

若氢气和二氧化碳的物质的量之比为n∶1(n≥3)进行投料，温度控制为120 ℃，相应平衡体系中乙烯的产率为x，在图四中绘制x随n(n≥3)变化的示意图___________ (标出曲线的起点坐标)。
研究CO2合成CH3OH对资源综合利用有重要意义。涉及的主要反应如下，请回答：
I.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=—49kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41kJ·mol-1
(1)CO2加氢制甲醇可在Cu—ZnO—ZrO2催化剂表面进行，其主反应历程如图1所示(催化剂表面吸附的物种用*标注)，下列说法不正确的是_______。

A.若该方法实现工业生产，气体以一定流速通过Cu—ZnO—ZrO2，催化剂对反应物的转化率无影响
B.H2在催化剂表面的吸附过程放热，有利于H—H键的断裂，从而降低反应活化能
C.反应②中，断裂和形成的共价键至少有3种
D.水的吸附和解吸在整个反应过程中实现了循环利用，原子利用率为100%
(2)CO2和H2按物质的量1：3投料，总物质的量为amol，在有催化剂的密闭容器中进行反应，测得CO2平衡转化率、CH3OH和CO选择性(转化的CO2中生成CH3OH或CO的百分比)随温度、压强变化情况分别如下图2、图3所示：

①下列说法正确的是_______。
A.升温，反应II的平衡正向移动
B.加压，反应I的平衡正向移动，平衡常数增大
C.及时分离出甲醇和水，循环使用H2和CO2，可提高原料利用率
D.升温，使反应I的CH3OH选择性降低；加压，对反应II的CO选择性无影响
②250°C时，在体积为VL的容器中，反应I和II达到化学平衡，CO2转化率为25%，CH3OH和CO选择性均为50%，则该温度下反应II的平衡常数为____。
③如图2，240°C以上，随着温度升高，CO2的平衡转化率升高，而CH3OH的选择性降低，分析其原因：___。
④如图3，压强大小关系：P1___P3(填：>、<或=)；温度T1时，三条曲线几乎交于一点，分析其原因____。

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