（本题14分）工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：（1）图l是反应时CO和CH3OH（g）的浓度随时问变化情况。从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平

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（本题14分）工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：

（1）图l是反应时CO和CH3OH（g）的浓度随时问变化情况。从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率

；
（2）图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线b表使用催化剂后的能量变化。该反应的焓变是（选填“△H<0”或“

H>0”）反应，写出反应的热化学方程式；选择适宜的催化剂，（填“能”或“不能”）改变该反应的反应热；
（3）该反应平衡常数K的表

达式为，温度升高，平衡常数K （填“增大”、“不变”或“减小”）；
（4）恒容条件下，下列措施中能使

增大的          。
a．升高温度；               b．充入He气
c．再充入1molCO和2mol H₂        d．使用催化剂

答案

解析

略

举一反三

甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。
（1）将1．0 mol CH₄和2．0 mol H₂O（g）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：
CH₄（g）+H₂O（g）

CO（g）+3H₂（g）……Ⅰ，CH₄的转化率与温度、压强的关系如右图。

已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,
①则用H₂表示的平均反应速率为_ 。
②图中的P₁_ _P₂（填“<”、“>”或“=”），100℃时平衡常数为_

_。
③在其它条件不变时降低温度，逆反应速率将 _ _（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）在压强为0．1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）

CH₃OH（g）……Ⅱ。
④该反应的

△H_         _0，△S_       _0（填“<”、“>”或“=”）。
⑤若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是_                    _。
A．升高温度
B．将CH₃OH（g）从体系中分离出来
C．充入He，使体系总压强增大
D．再充入1mol CO和3mol H₂
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。

l 实验编号	l T（℃）	l n （CO）/n（H₂）	l P（MPa）
l ⅰ	l 150	l 1/3	l 0．1
l ⅱ	l _ _	l _ _	l 5
l ⅲ	l 350	l _ _	l 5

A．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
B．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，画出其在0．1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明各条曲线的压强。

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在密闭容器中，1mol HI分解[2HI（g）

H₂（g）＋I₂（g）]时，I₂的体积分数为X％；相同条件下，2 mol HI分解达平衡时，I₂的体积分数为Y％，则X与Y的关系为

A．X＜Y

B．X＝Y

C．X＞Y

D．X＝Y/2

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已知可逆反应：2SO₂(g) + O₂(g)

2SO₃(g)△H＝—Q₁ KJ/mol，向密闭容器中通入2mol SO₂和1mol O₂，达到平衡时放出热量Q₂KJ，则关系式正确的是

A．Q₁＝Q₂

B．Q₁＜Q₂

C．Q₁＞Q₂

D．无法比较

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将1 mol A(g)和2 mol B(g)置于2L某密闭容器中，在一定温度下发生反应： A(g)+B(g)

C(g)+D(g)，并达到平衡。C的体积分数随时间变化如下图I中曲线b所示，反应过程中的能量变化如图II所示，下列说法不正确的是

A．反应在第4秒钟达到化学平衡状态，0～4秒内，以A表示的化学反应速率是0.225mol·L^-1·s^-1
B．该温度下，反应的平衡常数数值约为7.36

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（10分）、能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
(1) 工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO（g）+2H₂（g）

CH₃OH（g）

H₁
反应Ⅱ：CO₂（g）+3H₂（g）

CH₃OH（g）+H₂O（g）

H₂
①上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)；
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断

H₁０(填“>”“=”或“<”)；
③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^－¹，则CO的转化率为 .
（2）合成气经压缩升温后进入10m³甲醇合成塔，在催化剂作用下，通过反应Ⅰ进行甲醇合成，T₄℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入CO、H₂，反应

到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	H₂	CO	CH₃OH
浓度/（mol·L^－¹）	0.2	0.1	0.4

①比较此时正、逆反应速率的大小：v_正        v_逆（填“>”、“<”或“＝”)。
②若加入CO、H₂后，在T₅℃反应10min达到平衡，c(H₂)＝0.4 mol·L^－¹，则该时间内反应速率v(CH₃OH) ＝              mol·(L·min)^－¹。
（3）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是                      。

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