甲醇被稱為2l世紀的新型燃料，工業(yè)上通過下列反應(yīng)I和II，用CH4和H2O為原料來制備甲醇：
CH4(g)+H2O(g)  CO(g)+3H2 (g)……I   CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ……II。
（1）將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容積為100L反應(yīng)室，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)I，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖。

①已知100℃時達到平衡所需的時間為5min，則用H2表示的平均反應(yīng)速率為____________________。
②圖中的P1_________P2（填“<”、“>”或“=”），100℃時平衡常數(shù)的值為__________ 。
（2）在壓強為0.1 MPa條件下， 將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下，自發(fā)反應(yīng)Ⅱ，生成甲醇。
③該反應(yīng)的△H ____ 0；若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是________。

A．升高溫度 B．將CH3OH(g)從體系中分離
C．充入He，使體系總壓強增大 D．再充入1mol CO和3mol H2
④為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件，某同學設(shè)計三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。
實驗編號
T(℃)
N(CO)/n(H2)
P（Mpa）
i
150
1/3
0.1
ii
 
 
5
iii
350
 
5
 
a．請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。
b．根據(jù)反應(yīng)II的特點，在給出的坐標圖中，畫出在5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢曲線示意圖，并標明壓強。

（1）①0.003mol/（L·min）（2分）   ②<（2分）2.25×10-4（3分）  ­
（2）③<（2分） BD（2分）   ④a．（見下表，3分）   b．（見下圖，2分）

實驗編號
T（℃）
n（CO）/n（H2）
P（Mpa）
i
150
1/3
0.1
ii
150
1/3
5
iii
350
1/3
5
 

解析試題分析：⑴①0.003mol/（L·min）   ②<2.25×10-4    ⑵③反應(yīng)Ⅱ為熵減的反應(yīng)，要自發(fā)反應(yīng)必須為放熱反應(yīng)，故△H < 0,若容器容積不變，可增加甲醇產(chǎn)率的措施有BD。④a通過“控制變量法”探究外界條件對化學平衡的影響，探究的前提只能是改變一個條件，而其它條件不變，由此可得：Ⅱ中溫度為150℃，n （CO）/n（H2）=1/3，Ⅲ中n （CO）/n（H2）為1/3；
考點：考查化學平衡圖象、反應(yīng)速率計算、化學平衡常數(shù)的有關(guān)計算、化學平衡的影響因素等相關(guān)知識。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

常溫下，兩種溶液① 0.1 mol?L-1 NH3·H2O     ② 0.1 mol?L-1 NH4Cl中：
（1）溶液①的pH      7（填“＞”、“＜”或“＝”），其原因是：                       （用電離方程式表示）。
（2）溶液②呈     性（填“酸”、“堿”或“中”）。水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫可以                 （填“促進”或“抑制”）NH4Cl的水解。
（3）下列關(guān)于兩種溶液中c（NH4+） 的敘述正確的是       （填字母）。
a．兩種溶液中c（NH4+） 都等于0.1 mol?L-1
b．兩種溶液中c（NH4+） 都小于0.1 mol?L-1
c．NH4Cl溶液中c（NH4+） 小于NH3·H2O溶液中c（NH4+）

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

氮氧化物是空氣的主要污染物，消除氮氧化物污染有多種方法。用催化技術(shù)可將超音速飛機尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，其反應(yīng)為：2NO＋2CO2CO2＋N2，為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率，在某溫度下測得不同時間的NO和CO濃度如下表：

時間（s）
0
2
4
c（NO） （ mol·L－1）
1.00×10－3
2.50×10－4
1.00×10－4
c（CO） （ mol·L－1）
3.60×10－3
c’
2.70×10－3
回答下列問題（均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響）：
（1）前4s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（NO）＝             。c’＝             。
（2）當質(zhì)量一定時，增大固體催化劑的表面積可提高化學反應(yīng)速率。右圖表示在其他條件不變時，上述反應(yīng)中二氧化碳濃度隨溫度（T）、催化劑表面積（S）和時間（t）的變化曲線。

①該反應(yīng)的ΔH    0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②若催化劑的表面積S1＞S2，在答題卡圖中畫出c（CO2） 在T2、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線。
（3）在恒容的密閉容器中，上述反應(yīng)達到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是

A．                 B．                C．               D．

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

化學反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。
（1）利用“化學蒸氣轉(zhuǎn)移法”制備TaS2晶體，發(fā)生如下反應(yīng)：
TaS2（s）+2I2（g） TaI4（g）+S2（g） （Ⅰ）
某溫度反應(yīng)（Ⅰ）的K＝4，向某恒容密閉容器中加入1mol I2（g）和足量TaS2（s），I2（g）的平衡轉(zhuǎn)化率為       　      。
（2）如下圖所示，反應(yīng)（Ⅰ）在石英真空管中進行，先在溫度高（T2）的一端放入未提純的TaS2粉末和少量I2（g），加熱一段時間后，在另一端溫度低（T1）的一端得到了純凈的TaS2晶體，則該正反應(yīng)的△H    0（填“＞”或“＜”），上述反應(yīng)體系中循環(huán)使用的物質(zhì)是      。

（3）上圖為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。該電池的工作溫度為320℃左右，電池反應(yīng)為2Na + xS＝Na2Sx，正極的電極反應(yīng)式為____________________________。M（由Na2O和Al2O3制得）的兩個作用是________________________________________________和隔離鈉與硫。
（4）寫出Na2S溶液水解的離子方程式_______________________________________，Na2S溶液中c(H＋)+ c(Na＋)＝________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

t℃時，將3 mol A和1 mol B氣體通人體積為2L的密閉容器中(容積不變)，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)+B(g)xC(g)，2min時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)(溫度不變)，剩余了0.8 mol B，并測得C的濃度為0.4 mol／L，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）從開始反應(yīng)至達到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應(yīng)速率為                     ；
（2）x＝           ；
（3）若向原平衡混合物的容器中再充人a mol C，在t℃時達到新的平衡，此時B的物質(zhì)的量為n(B)＝          mol；
（4）如果上述反應(yīng)在相同溫度和容器中進行，欲使反應(yīng)達到平衡時C的物質(zhì)的量分數(shù)與原平衡相等，起始加入的三種物質(zhì)的物質(zhì)的量n(A)、n(B)、n(C)之間應(yīng)該滿足的關(guān)系式為          。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用，引起了各國的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，如圖表示該反應(yīng)進行過程中能量(單位為kJ·mol－1)的變化。

（1）關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中，正確的是         。(填字母)
A．△H>0，△S>0        B．△H>0，△S<0
C．△H<0，△S<0        D．△H<0，△S>0
（2）該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達式為                     。
（3）溫度降低，平衡常數(shù)K         (填“增大”、“不變”或“減小”)。
（4）為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進行如下實驗：在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時問變化如下圖所示。從反應(yīng)開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)為         mol·L－1·min－1。

（5）下列措施中能使（4）中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有           。(填字母)
A．升高溫度
B．加入催化劑
C．將H2O(g)從體系中分離
D．再充入1molCO2和3molH2
E．充入He(g)，使體系總壓強增大

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

Ⅰ.在體積恒定的密閉容器中，充入2mol CO2和5mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)： CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) △H =" -49.0" kJ/mol。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示：

（1）從反應(yīng)開始到第10min，H2的轉(zhuǎn)化率為           ，在          該條件下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=         ，如果在某一時刻保持溫度不變，只改變濃度，使c(CO2)=1.00mol/L，c(H2)=0.40mol/L，c(CH3OH)=c(H2O)=0.80mol/L，則平衡            （選填序號）。
a．向正向移動     b．向逆向移動
c．不移動         d．無法確定平衡移動方向
（2）下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是              （選填序號）。
a．升高溫度                   b．充入He(g)，使體系壓強增大
c．將H2O(g)從體系中分離       d．再充入l mol CH3OH(g)
II．熔融碳酸鹽燃料電池（MCFS），發(fā)明于1889年�，F(xiàn)有一個碳酸鹽燃料電池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物為電解質(zhì)，操作溫度為650℃，在此溫度下以鎳為催化劑，以煤氣（CO、H2的體積比為1:1）直接作燃料，其工作原理如圖所示。請回答下列問題：

（1）A電極的電極反應(yīng)方程式為             。
（2）常溫下，用石墨作電極，以此電源電解一定量的CuSO4 溶液。當兩極產(chǎn)生的氣體體積相同時停止通電，若電解后溶液的體積為2L，溶液的pH=1（不考慮水解產(chǎn)生的H+），則陽極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量是          。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

二甲醚是一種重要的清潔燃料，可替代氟利昂作制冷劑，對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用水煤氣合成二甲醚，其反應(yīng)為：3H2(g)＋3CO(g)  CH3OCH3(g)＋CO2(g)  ΔH<0
（1）在一定條件下的密閉容器中，該反應(yīng)達到平衡后，只改變一個條件能同時提高反應(yīng)速率和CO的轉(zhuǎn)化率的是________（填字母代號，下同）。
a．降低溫度　                   b．加入催化劑
c．縮小容器體積                 d．減少CO2的濃度
（2）若反應(yīng)在體積恒定的密閉容器中進行，下列能判斷反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是________
a．3V正(CO2)＝V逆(CO)          b．生成a mol CO2的同時消耗3a mol H2
c．氣體的密度不再改變           d．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
（3）300℃時，在體積為2L的容器中充入4 mol H2、6 mol CO。5min時，反應(yīng)恰好達平衡，此時H2的轉(zhuǎn)化率為75%。
① 5min時V(CO)=_________mol/(L·min)。該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)為：_______
② 保持溫度不變，在以上已達反應(yīng)平衡的容器中，將每種物質(zhì)同時增加1mol，則此時平衡將_______移動（填“正向”、“逆向”、“不”）
（4）.下圖中，甲裝置為CH3OCH3、O2、KOH三者構(gòu)成的燃燒電池，其電極均為Pt電極。裝置乙中，C、D電極為Pb電極，其表面均覆蓋著PbSO4，其電解液為稀H2SO4溶液。
① 寫出甲裝置中A極的電極反應(yīng)式___________________________________________
② 寫出乙裝置中C極的電極反應(yīng)式___________________________________________
③ 當有23克甲醚參加反應(yīng)時，D電極的質(zhì)量變化為______克。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

現(xiàn)有反應(yīng)：mA(g)＋nB(g) pC(g)，達到平衡后，當升高溫度時，B的轉(zhuǎn)化率變大；當減小壓強時，混合體系中C的質(zhì)量分數(shù)減小，則：
(1)該反應(yīng)的逆反應(yīng)為________熱反應(yīng)，且m＋n______p (填“＞”、“＝”或“＜”) 。
(2)減壓時，A的質(zhì)量分數(shù)__________。(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)
(3)若容積不變加入B，則A的轉(zhuǎn)化率__________，B的轉(zhuǎn)化率__________。
(4)若升高溫度，則平衡時B、C的濃度之比將__________。
(5)若加入催化劑，平衡時氣體混合物的總物質(zhì)的量__________。
(6)若B是有色物質(zhì)，A、C均無色，則加入C(體積不變)時混合物顏色__________；而維持容器內(nèi)壓強不變，充入氖氣時，混合物顏色         。(填“變深”、“變淺”或“不變”)

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