工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇。一定溫度和容積條件下發(fā)生反應：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。圖1表示反應中的能量變化；圖2表示一定溫度下，在體積為1L的密閉容器中加入2mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化。

請回答下列問題：
（1）在“圖1”中，曲線  (填“a”或“b”)表示使用了催化劑；沒有使用催化劑時，在該溫度和壓強條件下反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H=        。
（2）下列說法正確的是     
A．起始充入的CO的物質(zhì)的量為1mol
B．增加CO的濃度，H2的轉(zhuǎn)化率會增大
C．容器中壓強恒定時，反應達到平衡狀態(tài) 
（3）從反應開始到建立平衡，v(CO)=       ；達到平衡時，c(H2)=     ，該溫度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化學平衡常數(shù)為             。達到平衡后若保持其它條件不變，將容器體積壓縮為0.5L，則平衡          移動 (填“正向”、“逆向”或“不”)。
（4）已知CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－193kJ/mol
又知H2O(l)= H2O(g)；ΔH＝＋44 kJ/mol，請寫出32g的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式                            。

（1）b    -91kJ/mol （2）ABC（3）0.075mol/(L·min)    0.5mo/L    12  正向（4）CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-281kJ/mol(3分)

解析試題分析：（1）根據(jù)圖像可知，b曲線能量較低，故b為加入催化劑。根據(jù)圖像可知△H=419kJ/mol-510kJ/mol=-91kJ/mol。（2）根據(jù)圖像2可知，起始是加入CO的濃度為1mol/L，10min后達到平衡，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為（1mol/L-0.25mol/L）/1mol/L×100%=75%。生產(chǎn)CH3OH的濃度為0.75mol/L。A選項正確，B選項，根據(jù)勒夏特列原理可知，增加CO的濃度，H2的轉(zhuǎn)化率將增大。C選項，由于反應物化學計量數(shù)之和不等于產(chǎn)物計量數(shù)之和可知，當容器中壓強恒定時，反應達到平衡狀態(tài)。故選擇A、B、C。（3）v(CO)=（1mol/L-0.25mol/L）/10min=0.075mol/(L·min)。根據(jù)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知，消耗n(CO):n(H2)=1:2，故消耗H2的物質(zhì)的量為0.75mol×2=1.5mol，達到平衡時剩余H2的物質(zhì)的量為2mol-1.5mol=0.5mol。故濃度為 0.5mo/L。該溫度下化學平衡常數(shù)為0.75/0.52×0.25=12。反應物化學計量數(shù)之和大于產(chǎn)物計量數(shù)之和，壓縮體積，平衡向正反應方向移動。（4）32gCH3OH為1mol，產(chǎn)物中H2O為2mol，由H2O(l)= H2O(g)；ΔH＝＋44 kJ/mol。故熱化學方程式為：CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-281kJ/mol。
考點：化學平衡圖像，熱化學方程式書寫，化學平衡常數(shù)考查。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

實施以減少能源浪費和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策，是應對全球氣候問題、建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇�；ば袠I(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求，依靠理論知識做基礎。試運用所學知識，解決下列問題：
（1）已知某反應的平衡表達式為：它所對應的化學反應為：_____________________________
（2）利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下：
①2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）；ΔH=－90.8 kJ/mol
②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）；ΔH=－23.5 kJ/mol
③CO（g）+ H2O（g）CO2（g）+H2（g）；ΔH=－41.3 kJ/mol
總反應：3H2（g）+3CO（g）CH3OCH3（g）+CO2（g）的ΔH="__________" ，
二甲醚（CH3OCH3）直接作燃料電池具有啟動快，效率高等優(yōu)點，若電解質(zhì)為酸性，該電池的負極反應為_____________________________。
（3）煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實際問題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進入反應器時，會發(fā)生如下反應：CO（g）+H2O（g）  H2（g）+CO2（g），該反應平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示：

溫度/℃
400
500
800
平衡常數(shù)K
9.94
9
1
 
該反應的正反應方向是_________反應（填“吸熱”或“放熱”），若在500℃時進行，設起始時CO和H2O的起始濃度均為0.020mol/L，在該條件下，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為：________。
（4）從氨催化氧化可以制硝酸，此過程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。對反應  N2O4（g） 2NO2（g） △H>0，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是___________。

A．A、C兩點的反應速率：A＞C
B．A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺
C．B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量：B＜C
D．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
E．A、C兩點的化學平衡常數(shù)：A＞C
（5）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25℃時，將m mol NH4NO3溶于水，溶液顯酸性，向該溶液滴加n L氨水后溶液呈中性，則滴加氨水的過程中水的電離平衡將______（填”正向”“不”或“逆向”）移動，所滴加氨水的濃度為_______mol·L-1。（NH3·H2O的電離平衡常數(shù)取Kb=2X10-5 mol·L-1）
（6）某科研單位利用原電池原理，用SO2和O2來制備硫酸，裝置如右圖，電極為多孔的材料能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸．

①溶液中H+的移動方向由______ 極到______極；（用A、B表示）
②B電極的電極反應式為__________________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

氨是最重要的化工產(chǎn)品之一。
（1）合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得:CH4(g)+H2O(g）CO(g)+3H2(g)。有關化學反應的能量變化如下圖所示。CH4(g)與H2O(g)反應生成CO(g)和H2(g)的熱化學方程式為                 。
     
（2）CO對合成氨的催化劑有毒害作用，常用乙酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來吸收原料氣中CO，其反應原理為：[Cu(NH3)2CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3]CH3COO·CO(l） △H＜0。吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當處理后又可再生，恢復其吸收CO的能力以供循環(huán)使用，再生的適宜條件是 __________（填寫選項編號）。
A．高溫、高壓    B．高溫、低壓    C．低溫、低壓    D．低溫、高壓
（3）用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應為：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g） △H＜0。某溫度下，向容積為100L的密閉容器中通入4mol NH3和2molCO2，該反應進行到40 s時達到平衡，此時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。該溫度下此反應平衡常數(shù)K的值為________。下圖中的曲線表示該反應在前25 s內(nèi)的反應進程中的NH3濃度變化。若反應延續(xù)至70s，保持其它條件不變情況下，請在圖中用實線畫出使用催化劑時該反應的進程曲線。

（4）將尿素施入土壤后，大部分是通過轉(zhuǎn)化為碳酸銨或碳酸氫銨后才被作物所利用，尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下，轉(zhuǎn)化為碳酸銨。已知弱電解質(zhì)在水中的電離平衡常數(shù)（25℃）如下表：

弱電解質(zhì)
H2CO3
NH3·H2O
電離平衡常數(shù)
Ka1=4.30×10-7   Ka2=5.61×10-11
1.77×10-5
 
現(xiàn)有常溫下0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液，
①你認為該溶液呈        性（填“酸”、“中”、“堿”），原因是         。
②就該溶液中粒子之間有下列關系式，你認為其中正確的是                。
A．c(NH4+)＞c(CO32-)＞c(HCO3-)＞c(NH3·H2O)
B．c(NH4+)+c(H+)＝c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C．c(CO32-）+ c(HCO3-）+c(H2CO3)＝0.1 mol·L-1
D．c(NH4+)+ c(NH3·H2O)＝2c(CO32-）+ 2c(HCO3-）+2c(H2CO3)

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

2013年12月2日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭將“嫦娥三號”探月衛(wèi)星成功送入太空，進一步向廣寒宮探索�！伴L征三號甲”是三級液體助推火箭，一、二級為常規(guī)燃料，常規(guī)燃料通常指以肼（N2H4）為燃料，以二氧化氮做氧化劑。
Ⅰ．常規(guī)燃料通常指以肼（N2H4）為燃料，以二氧化氮做氧化劑。但有人認為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑，反應釋放的能量更大（兩者反應生成氮氣和氟化氫氣體）。
已知：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)  △H = －543kJ·mol－1
H2(g)+  F2(g)  =  HF(g)     △H = －269kJ·mol－1
H2(g)+  O2(g)  =  H2O(g)     △H = －242kJ·mol－1
請寫出肼和氟氣反應的熱化學方程式：_____________________________。
Ⅱ．氧化劑二氧化氮可由NO和 O2生成，已知在2 L密閉容器內(nèi)，800 ℃時反應：
2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)  ΔH 的體系中，n(NO)隨時間的變化如表：

時間(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.200
0.100
0.080
0.050
0.050
0.050
n(O2)(mol)
0.100
0.050
0.040
0.025
0.025
0.025
 
(1) 已知：K800℃>K1000℃，則該反應的ΔH ______0（填“大于”或“小于”），用O2表示從0～2 s內(nèi)該反應的平均速率為__________。
（2)能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是________。
a．容器內(nèi)顏色保持不變                  b． 2v逆(NO)＝v正(O2)
c．容器內(nèi)壓強保持不變                  d．容器內(nèi)密度保持不變
（3）為使該反應的速率增大，提高NO的轉(zhuǎn)化率，且平衡向正反應方向移動應采取的措施有          。
（4）在上述條件下，計算通入2 mol  NO和1 mol O2的平衡常數(shù)K＝______________。
（5）在上述條件下，若開始通入的是0.2 mol  NO2氣體，達到化學平衡時，則NO2的轉(zhuǎn)化率為       。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

CO2和CO是工業(yè)排放的對環(huán)境產(chǎn)生影響的廢氣。
（1）以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應如下：
①2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2CO2NH4(s)；ΔH＝－159.47 kJ·mol－1
②NH2CO2NH4(s)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)；ΔH＝a kJ·mol－1
③2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)；ΔH＝－86.98 kJ·mol－1
則a為            。
（2）科學家們提出用工業(yè)廢氣中的CO2制取甲醇：CO2+3H2CH3OH+H2O。制得的CH3OH可用作燃料電池的燃料。

①在KOH介質(zhì)中，負極的電極反應式為_________________________________。
②作介質(zhì)的KOH可以用電解K2SO4溶液的方法制得。則KOH在_______出口得到,陽極的電極反應式是：_____________________________________。
（3）利用CO與H2反應可合成CH3OCH3。
已知：3H2(g) + 3CO(g)  CH3OCH3(g) + CO2(g)，ΔH＝-247kJ/mol
在一定條件下的密閉容器中，該反應達到平衡，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是           .

A．低溫高壓；B．加入催化劑；C．體積不變充入氦氣；D．增加CO的濃度；E．分離出二甲醚
（4）CH3OCH3也可由CH3OH合成。已知反應2CH3OH(g)  CH3OCH3(g) + H2O(g)，在某溫度下，在1L密閉容器中加入CH3OH ，反應到10分鐘時達到平衡，此時測得各組分的濃度如下：
物質(zhì)
CH3OH
CH3OCH3
H2O
濃度/（mol·L－1）
0.01
0.2
0.2
 
①0-10 min內(nèi)反應速率v(CH3OH) ＝               。
②該溫度下的平衡常數(shù)為              。
③若平衡后，再向容器中再加入0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH3，此時正、逆反應速率的大�。�
v正        v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（1）已知熱化學方程式：
4Al(s) + 3O2(g) ＝ 2Al2O3 (s)　　　　ΔH1＝－3288．6 kJ·mol－1，
4Fe(s) + 3O2 (g) ＝2Fe2O3 (s)　　     ΔH2＝－1631．8 kJ·mol－1，
則鋁粉與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應的熱化學方程式為                                。
（2）已知標準狀況下44．8L氫氣燃燒生成液態(tài)水時放出571．6KJ的熱量，氫氣的燃燒熱為        ；又已知1mol液態(tài)水變成氣態(tài)時需要吸收44KJ的熱量，則標準狀況下22．4L氫氣燃燒生成氣態(tài)水的熱化學方程式為                                      。    

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

運用化學反應原理知識研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義。
（1）用CO可以合成甲醇。已知：
CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－764.5 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
則CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH＝________kJ·mol－1
（2）下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應的反應速率的是________(填寫序號)．
a．使用高效催化劑  b．降低反應溫度
c．增大體系壓強  d．不斷將CH3OH從反應混合物中分離出來

（3）在一定壓強下，容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如右圖所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②100 ℃時，該反應的化學平衡常數(shù)K＝________(mol·L－1)－2；
③在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a molH2，達到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
（4）某科研小組用SO2為原料制取硫酸。
①利用原電池原理，用SO2、O2和H2O來制備硫酸，該電池用多孔材料作電極，它能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請寫出該電池的負極的電極反應式________________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請寫出開始時陽極反應的電極反應式________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

SO2和NOx在化學工業(yè)上有重要用途，也是大氣污染的主要來源，開發(fā)和利用并重，預防和治理并舉是當前工業(yè)上和環(huán)境保護領域研究的主要課題之一。
（1）在接觸法制硫酸的過程中，發(fā)生2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H＜0反應，某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強（p）的關系如下圖所示，根據(jù)圖示回答下列問題：

①平衡狀態(tài)由A到B時，平衡常數(shù)K(A)     K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）；
②將2．0molSO2和1．0molO2置于10L的密閉容器中，若40s后反應達到平衡，此時體系總壓強為0．10MPa，這一段時間內(nèi)SO2的平均反應速率為                。
該反應的平衡常數(shù)為                       。
（2）用CH4催化還原NOx可消除氮的氧化物的污染，例如：CH4(g)＋4NO2(g) ＝ 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝-574kJ·mol—1
CH4(g)＋4NO(g) ＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝-1160kJ·mol—1
取標準狀況下4．48LCH4并使之完全反應：
①若將NO2還原至N2，整個過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為                  ；
②若還原NO2和NO的混合物，放出的總熱量Q的取值范圍是              。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

甲醇是一種優(yōu)質(zhì)燃料，可制作燃料電池。
（1）為探究用CO2生產(chǎn)燃料甲醇的反應原理，現(xiàn)進行如下實驗：在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，一定條件下發(fā)生反應：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)    △H＝－49.0kJ/mol
測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如右圖。請回答：

①從反應開始到平衡，氫氣的反應速率：v(H2)＝                        。
②能夠說明該反應已達到平衡的是_________。
A．恒溫、恒容時，容器內(nèi)的壓強不再變化
B．恒溫、恒容時，容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化
C．一定條件下，CO、H2和CH3OH的濃度保持不變
D．一定條件下，單位時間內(nèi)消耗3molH2的同時生成1molCH3OH
③下列措施中能使平衡混合物中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是           。
A．加入催化劑                B．充入He(g)，使體系壓強增大
C．將H2O(g)從體系中分離      D．降低溫度
④求此溫度(T1)下該反應的平衡常數(shù)K1＝                (計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
⑤另在溫度(T2)條件下測得平衡常數(shù)K2，已知T2＞T1，則K2     (填“＞”、“＝”或“＜”)K1。
（2）以CH3OH為燃料(以KOH溶液作電解質(zhì)溶液)可制成CH3OH燃料電池(電池總反應式：2CH3OH＋3O2＋4OH－＝2CO32－＋6H2O)，則充入CH3OH的電極為  極，充入O2的電極反應式              。
（3）已知在常溫常壓下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g)  △H1
②2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) △H2
則1mol甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水時反應的△H＝                   。（用含△H1、△H2的式子表示）

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