有平衡体系：CO(气) + 2H2(气) CH3OH(气) ；ΔH＜0为了增加甲醇的产量，...

在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g) + 2H₂(g)CH₃OH(g)，在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如下图所示，下列说法正确的是

A．平衡常数K=

B．该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的小

C．任意时刻，T₂温度下的反应速率均大于T₁温度下的速率

D．处于A点的反应体系从T₁变到T₂，达到平衡时增大

高三化学选择题困难题查看答案及解析

甲醇是重要的化工原料，又可作燃料。

I.工业上利用CO生产燃料甲醇。已知2H2(g)+CO(g) ⇌CH3OH(g)，则：

（1）在恒温恒容的刚性容器中进行该反应，能说明达到平衡状态的是____。(选填字母序号)

a.混合气体密度不再改变

b.混合气体平均摩尔质量不再改变

c.H2、CO、CH3OH的浓度之比为2：1：1

d.单位时间内消耗1molCO的同时生成2molH2

（2）在密闭容器中按物质的量之比为2:1充入H2和CO，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图1所示。

①逆反应速率：v逆(A)__v正(B)(填“>”、“<”或"=”)•

②C点时，H2的平衡转化率为________________，该反应的平衡常数Kp=____kPa－2(用含p2的代数式表达，KP为用气体平衡分压代替气体平衡浓度表示的平衡常数，气体分压=气体总压×气体的物质的量分数)。

II.甲醇水蒸气重整制氢(SRM)系统简单，产物中H2含量高、CO含量低(CO会损坏燃料电池的交换膜)，是电动汽车氢氧燃料电池的理想氢源。反应如下：

反应i(主)：CH3OH(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+3H2(g)　　　　　 △H1=+49kJ·mol－1

反应ii(副)：H2(g)+CO2(g) ⇌CO(g)+H2O(g)　　　　　 △H2=+41kJ·mol－1

温度高于300°C则会同时发生反应iii：CH3OH(g) ⇌ CO(g)+2H2(g)　 △H3

（3）计算△H3=____________.

（4）升温将有利于提高CH3OH转化率，但也存在一个明显的缺点是____________。

（5）催化剂可以改变化学反应速率，但也存在着一种特性叫“催化剂的选择性”。图2为某催化剂条件下，CH3OH转化率、CO生成率与温度的变化关系。随着温度的升高，CO的实际反应生成率与平衡状态生成率相差越来越大的原因是催化剂对____________(填“反应i”或"反应ii”)的选择性低。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

水煤气法制取甲醇（CH3OH）的反应及其反应的焓变、平衡常数如下：

① CH4(g) +1/2O2(g)CO(g) + 2H2(g)　 △H1 =－35.4kJ·mol－1 平衡常数K1

② CO(g) + 2H2(g) CH3OH (g)　　　　 △H2 =－90.1 kJ·mol－1 　 平衡常数K2

③ 2CH4(g) + O2(g) 2CH3OH(g)　　　 △H3　　　　　　　　　　　　　 平衡常数K3

（1）在25℃、101kPa下，1g液态甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_________________________________。

（2）依据盖斯定律求出反应③ 2CH4(g) + O2(g) 2CH3OH(g) △H3 =_____kJ·mol－1，相同温度下K3=______（用含K1、K2代数式表示）。

（3）下列关于化学反应中的能量及变化理解错误的是（填字母序号）______。

a．反应中活化能的作用是使反应物活化，从而启动反应或改变反应速率

b．化学键的断裂与形成一定伴随着电子的转移和能量变化

c．在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差即焓变（△H）决定

d．氯化钠晶体熔化时，离子键被破坏，吸收能量，发生化学变化

e．200℃、101kPa时，1 mol H2和碘蒸气作用生成HI的反应，热化学方程式表示如下：H2(g)＋I2(g) = 2HI(g)　 △H= -14.9 kJ·mol－1

f．燃烧热定义中“生成稳定的氧化物”，意味着这些氧化物不能再燃烧了

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：2H2(g)+CO(g)═CH3OH(g)　 △H=-90.8 kJ/mol。

（1）T℃下上述反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中开始只加入CO、H2，反应10min后测得各组分的浓度如下：

①该时间段内反应速度v(H2)=　　　　 　　 　　 。

②升高温度后，K　　　 　　 (填“＞”“＜”或“=”)160。

③比较此时正、逆反应速率的大小：　　 　　　 　　 (填“＞”“＜”或“=”)。

（2）①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

C．使用合适的催化剂

D．充入，使体系总压强增大

②下列情形能说明该反应已达到平衡状态的是　　　　 　　 　　 (填序号)．

A．每消耗1mol CO的同时生成2molH2

B．容器中混合气体的密度不随时间而变化

C．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

（3）已知在常温常压下：已知在常温常压下：

①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1

③H2O(g)=H2O(l)△H=-ckJ•mol-1

则CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=_________

（4）甲醇燃烧电池容易携带、容易存储等优点，目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源。右图是甲醇的质子交换燃料电池膜型，X极的电极反应式为　　　　　　　 ，空气以20%为氧气计算，极每消耗1甲醇，Y极必须消耗标准状况下　　 　　 L空气中的氧气。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，CO与H₂反应生成甲醇（催化剂为Cu₂O/ZnO）：CO (g) + 2H₂ (g)   CH₃OH (g)

根据题意完成下列各题：

（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K=_________________   升高温度，K值___________ （填“增大”、“减小”或“不变”）

（2）在500℃，从反应开始到平衡，H₂的平均反应速率v (H₂) = ___________

（3）在其它条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，下列说法正确的是__________

a. H₂的浓度减少           b. 正反应速率加快，逆反应速率也加快

c .甲醇的物质的量增加     d. 重新平衡时n (H₂) / n (CH₃OH)增大

（4）据研究，反应过程中起催化作用的是Cu₂O，反应体系中含有少量CO₂有利于维持催化剂Cu₂O的量不变，原因是________________(用化学方程式表示)

高三化学填空题简单题查看答案及解析

（6分）合成气经压缩升温后进入10m³甲醇合成塔，在催化剂作用下，进行甲醇合成，主要反应是：2H₂(g) + CO(g) CH₃OH(g) △H =-181.6kJ·mol^-1。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：

⑴ 比较此时正、逆反应速率的大小：v_正v_逆 （填“>”、“<”或“＝”)。

⑵ 若加入同样多的CO、H₂，在T₅℃反应，10 min后达到平衡，此时c(H₂)＝0.4 mol·L^－1，则该时间内反应速率v(CH₃OH) ＝________mol·(L·min)^－1。

⑶ 生产过程中，合成气要进行循环，其目的是________。

高三化学填空题简单题查看答案及解析

（6分）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：

CO(g) + 2H₂(g)  CH₃OH(g)。

⑴ 该反应的平衡常数表达式为 K = ___________________________。

⑵如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

① 该反应的焓变△H _____0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

② 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

C．使用合适的催化剂        D．充入He，使体系总压强增大

⑶ 已知在常温常压下:

① 2CH₃OH(l) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 4H₂O(g)  △H＝-a  kJ·mol^－1

② 2CO(g) + O₂(g) = 2CO₂(g)  △H＝-b  kJ·mol^－1

③ H₂O(g) = H₂O(l)  △H＝-c  kJ·mol^－1

则CH₃OH(l) + O₂(g) = CO(g) + 2H₂O(l)  △H ＝ ____________________ kJ·mol^－1。

高三化学填空题简单题查看答案及解析

有平衡体系：CO(气) + 2H2(气) CH3OH(气) ；ΔH＜0为了增加甲醇的产量，工厂应采取正确的措施是

A、高温、高压　　　 B、适宜的温度、高压、催化剂

C、低温、低压　　　 D、低温、低压、催化剂

高三化学选择题中等难度题查看答案及解析

在压强为0.1 MPa、10L恒容的密闭容器中, 将2 mol CO与 5 mol H2的混合气体在

催化剂作用下能生成甲醇：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)　 △H＜0 请回答下列问题：　

（1）①该反应的熵变ΔS　　 　　 　　 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②若温度T1 ＞T2，则平衡常数K(T1)　　 　　　　 　 K(T2)（填“大于”、“小于”或“等于”）

③下列措施既可加快反应速率又可增加甲醇产率的是　 　　　　 ；

A．升高温度　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 B．将CH3OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大　　 　　　　　　　　　 D．再充入2 mol CO和5 mol H2

④下列可说明反应已达到化学平衡状态的是________；

A．v生成(CH3OH)＝v消耗(CO)　　　　　　　　　　　　　　 B．混合气体的密度不再改变

C．混合气体的平均相对分子质量不再改变　　　　　 D．CO与H2浓度比不再变化

（2）若温度T2时，5min后反应达到平衡，CO的转化率为75%，则：

①平衡时体系总的物质的量为　　　　　　 mol；

②反应的平衡常数K=　　　　　　　　　 ；

③反应在0-5min区间的平均反应速率v(H2)=　　　　　　　　 。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

（14分）工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：

CO(g) ＋ 2H₂(g) CH₃OH(g)         ΔH

（1）下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。

①由表中数据判断ΔH________0 （填“＞”、“＝”或“＜”）；

②某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)＝ 0.2 mol／L，此时的温度为________。

（2）T℃时，在时间t₀时刻，合成甲醇反应达到平衡，若在t₁时刻将容器的体积缩小一倍，假定在t₂时刻后又达到新的平衡，请在图中用曲线表示在t₁～t₂阶段氢气、甲醇物质的量浓度随时间变化的趋势示意图（其它条件不变，曲线上必须标明氢气、甲醇）。

（3）300℃、1.01×10⁵Pa下，上述反应的ΔH数值为90.8 kJ/mol。在该温度下，在容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：

请比较以下每组数据的大小（填“>”、“<”或“=”）：

①2c₁________c₃      ② x+y 90.8     ③Ф₁+Ф₃________1

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析