甲醇作為新型清潔可再生燃料，對緩解能源危機以及實現“碳中和”目標具有重要的戰略意義。
Ⅰ．二氧化碳在某種催化劑條件下加氫制甲醇反應過程如下：
①CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）ΔHl=+41kJ?mol-1
②CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）ΔH2=-90kJ?mol-1
（1）二氧化碳加氫制甲醇的總反應熱化學方程式：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）ΔH=-49kJ?mol-1CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）ΔH=-49kJ?mol-1。
（2）該催化條件下，實際工業生產中，需要在260℃、壓強恒為4.0MPa的反應釜中進行上述反應。初始時向反應釜中加入0.01mol CO2（g）和0.03moH2（g），為確保反應的連續性，需向反應釜中以進氣流量0.04mol/min、n（CO2）：n（H2）=1：3持續通入原料，同時控制出氣流量。
①需控制出氣流量小于進氣流量的原因為 反應為氣體分子數減小的反應，控制出氣流速才能保持反應釜內為壓強恒定反應為氣體分子數減小的反應，控制出氣流速才能保持反應釜內為壓強恒定。
②已知出氣流量為0.03mol/min,單位時間CO2（g）的轉化率為60%，則流出氣體中CO（g）的百分含量為 3.3%3.3%。
（3）另一種CO2催化加氫合成CH3OH機理如圖1所示（吸附在催化劑表面的物種用*標注）。
從化學鍵視角，圖中ⅰ與ⅱ的過程可描述為 CO2分子中一個碳氧雙鍵被打開，其中的碳原子與氫氣分子中斷開的氫原子結合形成*HCOO，被催化劑吸附，*HCOO中碳氧雙鍵被打開，碳原子與氧原子分別與氫原子結合，脫水形成*CH3O、被催化劑吸附CO2分子中一個碳氧雙鍵被打開，其中的碳原子與氫氣分子中斷開的氫原子結合形成*HCOO，被催化劑吸附，*HCOO中碳氧雙鍵被打開，碳原子與氧原子分別與氫原子結合，脫水形成*CH3O、被催化劑吸附。
Ⅲ．用電解法可將CO2轉化為多種燃料，原理如圖2所示。
（4）若陰極只生成CO、HCOOH、C2H4，且各產物生成速率相同，則相同條件下，Pt電極產生的O2與Cu電極上產生的C2H4的體積比為 4：14：1。
（5）甲醇作為一種高能量密度的能源載體，具有廣闊的發展前景。
已知：燃料的能量密度是單位體積的燃料包含的能量，單位kJ/m3。熱值是單位質量的燃料完全燃燒時所放出的熱量，單位kJ/g。
在一定溫度和催化劑作用下，車載甲醇可直接轉變為氫氣，從而為氫氧燃料電池提供氫源。已知氫氣和甲醇的熱值分別為143kJ/g和23kJ/g,與車載氫氣供能模式相比，車載甲醇供能模式的優點是 常溫下甲醇為液體、氫氣為氣體，相同質量下甲醇的體積遠小于氫氣，故甲醇的能量密度遠大于氫氣常溫下甲醇為液體、氫氣為氣體，相同質量下甲醇的體積遠小于氫氣，故甲醇的能量密度遠大于氫氣。
【答案】CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）ΔH=-49kJ?mol-1；反應為氣體分子數減小的反應，控制出氣流速才能保持反應釜內為壓強恒定；3.3%；CO2分子中一個碳氧雙鍵被打開，其中的碳原子與氫氣分子中斷開的氫原子結合形成*HCOO，被催化劑吸附，*HCOO中碳氧雙鍵被打開，碳原子與氧原子分別與氫原子結合，脫水形成*CH3O、被催化劑吸附；4：1；常溫下甲醇為液體、氫氣為氣體，相同質量下甲醇的體積遠小于氫氣，故甲醇的能量密度遠大于氫氣
【解答】
【點評】
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發布：2024/4/24 14:0:35組卷：54引用：1難度：0.5
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1．反應 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，半分鐘后，C 的物質的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發布：2024/12/30 19:30:2組卷：67引用：6難度：0.6 -
2．氫氣最早于16世紀被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發生反應2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數值lgp與溫度的關系如圖所示。
①T℃時，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發生反應2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應條件使Kp變大，則該條件是（填標號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
（4）工業上，以KNH2和液氨為電解質，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為。發布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
3．將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應開始前容器中的A、B的物質的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3