将CO2转化为有机燃料是实现碳资源可持续利用的有效途径。
（1）催化加氢制甲醇。向容积为2L的恒容、绝热密闭容器中通入2.0molCO2和3.0molH2，发生反应如下：
CO2（g）+3H2（g） 催化剂 CH3OH（g）+H2O（g） ΔH=-49.5kJ•mol-1
①反应在5min时达平衡，测得此时容器内CO2（g）与CH3OH（g）的物质的量之比为1：3，则前5min内，该反应的平均反应速率v（H2）=0.45mol•L-1•min-10.45mol•L-1•min-1。
②下列可用来判断该反应已达到平衡状态的有 ADAD（填标号）。
A．v正（CO2）=v逆（H2O）
B．容器中c（CH3OH）=c（H2O）
C．混合气体的密度保持不变
D．容器内的温度保持不变
③两分子甲醇可进一步脱水制得二甲醚：2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g） ΔH=-23.4kJ•mol-1，则2CO2（g）+6H2（g）=CH3OCH3（g）+3H2O（g） 的ΔH=-122.4kJ•mol-1-122.4kJ•mol-1。
（2）催化加氢制甲烷。向恒压、密闭容器中通入1molCO2和4molH2，在催化剂作用下发生如下反应：
反应Ⅰ：CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g） ΔH=-164.7kJ•mol-1
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g） ΔH=+41.2kJ•mol-1
反应Ⅲ：2CO（g）+2H2（g）=CO2（g）+CH4（g） ΔH=-247.1kJ•mol-1
上述反应达平衡时，容器中CO2、CH4和CO的物质的量随温度的变化关系如图所示。
①曲线A表示 CH4CH4的物质的量随温度的变化。
②800℃时曲线B代表物质的物质的量远大于400℃时的物质的量，其原因是 反应Ⅱ的△H＞0，高温时正反应进行的程度（或化学平衡常数）很大，达到平衡时生成的CO很多；反应Ⅲ的△H＜0，高温时正反应进行的程度（或化学平衡常数）很小，达到平衡时消耗的CO很少反应Ⅱ的△H＞0，高温时正反应进行的程度（或化学平衡常数）很大，达到平衡时生成的CO很多；反应Ⅲ的△H＜0，高温时正反应进行的程度（或化学平衡常数）很小，达到平衡时消耗的CO很少。
③曲线C代表物质的物质的量随温度的升高，先逐渐增大后逐渐减小。在200～600℃间，曲线C逐渐上升的原因是 反应Ⅰ、反应Ⅲ的△H＜0，均为放热反应，升高温度，平衡左移；反应Ⅱ的△H＞0，温度升高，平衡右移；温度对反应Ⅰ影响程度大于对反应Ⅱ、反应Ⅲ的影响程度之和反应Ⅰ、反应Ⅲ的△H＜0，均为放热反应，升高温度，平衡左移；反应Ⅱ的△H＞0，温度升高，平衡右移；温度对反应Ⅰ影响程度大于对反应Ⅱ、反应Ⅲ的影响程度之和。
催化剂
【答案】0.45mol•L-1•min-1；AD；-122.4kJ•mol-1；CH4；反应Ⅱ的△H＞0，高温时正反应进行的程度（或化学平衡常数）很大，达到平衡时生成的CO很多；反应Ⅲ的△H＜0，高温时正反应进行的程度（或化学平衡常数）很小，达到平衡时消耗的CO很少；反应Ⅰ、反应Ⅲ的△H＜0，均为放热反应，升高温度，平衡左移；反应Ⅱ的△H＞0，温度升高，平衡右移；温度对反应Ⅰ影响程度大于对反应Ⅱ、反应Ⅲ的影响程度之和
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：41引用：2难度：0.6
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1．升高温度，下列数据不一定增大的是（ ）
发布：2025/1/6 6:0:5组卷：31引用：4难度：0.7 -
2．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可发生以下两个平衡反应。下列有关说法不正确的是（ ）
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发布：2025/1/6 6:0:5组卷：90引用：3难度：0.5 -
3．现代工业将煤汽化，既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放，又可以扩大水煤气的用途．甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用水煤气来合成甲醇CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）．
（1）如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有关说法正确的是
a.恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
d.某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为80%
（2）已知在常温常压下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
则：CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△H=kJ•mol-1
（3）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆．甲醇燃料电池的工作原理如图2所示．
①该电池正极的电极反应式为．
②工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，有个电子发生转移．
（4）以上述电池做电源，用图3所示装置，在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是、（用相关的电极反应式和离子方程式表示）发布：2024/12/30 14:0:1组卷：26引用：3难度：0.5
