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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷58
文献报道：利用氯化氢氧化反应一脱水耦合工艺，可用有机氯化工艺的副产品氯化氢为原料制备氯气，实现氯的循环利用，原理为4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)。将HCl和O2分别以5种物质的量比：①1∶1   ②2∶1 ③4∶1   ④6∶1   ⑤8∶1，向五个容积可变的容器中投料时，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线如图。

(1)可以判断该反应已经达到化学平衡的是 ___________ 填字母。
A．密闭容器中总压强不变                 B．密闭容器中混合气体的密度不变
C．v(HCl)=2v(Cl2) D．密闭容器中氯气的体积分数不变
(2)d曲线对应的投料比是 ___________ 填比值，从题干中选择，下同有机工业需要含O2量低的氧气和氯化氢混合气体，可控制n(HCl) ∶n(O2)=___________ 制备。
(3)该反应的平衡常数表达式为 ___________ 。
(4)若按b曲线对应的投料比进行反应，且温度为415℃，反应达到平衡时Cl2的体积分数为 ___________ 。
(5)已知：2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1
CH3OH(g)+O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H=-182.9kJ•mol-1则 CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H= ___________ kJ·mol-1。
20-21高二下·江苏无锡·阶段练习
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知识点：盖斯定律与热化学方程式化学平衡的移动及其影响因素化学平衡常数的概念及表达方式与转化率变化有关图像的分析 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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合成气是重要的有机合成原料，主要组分为CO和H2。工业上常用天然气为主要原料通过湿法重整或干法重整制备合成气，反应原理如下：

方法原理
湿法重整i.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)   ΔH1=+206kJ·mol-1
ii.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+4H2(g)   ΔH2=+165kJ·mol-1
iii.CH(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)   ΔH3=-41kJ·mol-1
干法重整CH4(g)+CO(g) 2 CO(g)+2H2(g)   ΔH4
（1）∆H4=___。
（2）800℃时，向体积为2L的恒容密闭容器中通入2molCH4(g)和3molCO2(g)进行干法重整。5min时达到平衡，此时容器中CH4(g)的体积分数为25%。
①能说明上述反应达到平衡状态的是__(填选项字母)。
A.容器内气体密度保持不变
B.CO与H2的物质的量之比保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量不再变化
D.CH4与H2的生成速率之比为1：2
②0～5min内，v(CO)=__；该反应的平衡常数K=___。
（3）若按照n(CH4)：n(H2O)=1：3投料进行湿法重整，相同压强下，实验测定CH4(g)平衡转化率和CO2(g)平衡产率随温度的变化关系如图所示。

图中表示CH4(g)平衡转化率的曲线是__；T1温度前后，曲线b先升高后降低的原因为__。
I.食醋是食物调味品之一，食醋中的乙酸也可以用于制氢，已知可以发生如下反应：
热裂解反应CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+2l3.7kJ·mol-1
脱羧基反应CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g) △H=-33.5kJ·mol-1
合成乙酸反应CH3OH(g)+CO(g)→CH3COOH(g) △H=-123.7kJ·mol-1
(1)请写出CO与H2甲醇化的热化学方程式___。
(2)在密闭容器中，利用乙酸制甲烷，若要使甲烷的产率较高，制备时选择的适宜条件为___。
A．较低温度B．较大压强C．高温D．低压

II.工业上可用乙酸热裂解生成的CO和H2制备CH3OH，CH3OH也是重要的溶剂和替代燃料。
(3)某温度下，在一恒压容器中分别充入0.7molCO和0.5molCH3OH(g)，达到平衡时容器体积为2L，且含有0.2molH2(g)，则用CO和H2制备CH3OH平衡常数的值为___，此时向容器中再通入0.4molCO气体和0.2molCH3OH(g)，则此平衡将___。(填“向正向移动”、“不移动”或“向逆向移动”)
(4)对于CO和H2制备CH3OH的反应，若容器压强、CO与H2投料比x对反应的影响如图所示，则图中曲线所示的压强关系：p1___p2(填“=”“>”或“<”)，其判断理由是___。

(5)现有容积均为1L的a、b、c三个密闭容器，往其中分别充入1molCO和2molH2的混合气体，控制温度，进行反应，测得相关数据的关系如图所示。b中甲醇体积分数大于a中的原因是___；达到平衡时，a、b、c中CO的转化率大小关系为___。
工业上用CO2、CO和H2在催化剂下制取甲烷、甲醇、乙烯等有重要的意义。
(1)已知 ①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-572kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ•mol-1 CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=a kJ•mol-1
则a=___________
(2)①利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在体积为2 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，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如图所示。下列说法正确的是___________

A．该反应的ΔH<0，且p1<p2
B．若p1时最初充入1 mol CO，经过5 min达到B点的平衡状态，此段时间v(CH3OH)=1.75 mol·L-1·min-1
C．在C点时，CO转化率为75%
D．A、B、C、D的平衡常数大小关系：A=B>C>D
②CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。
反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图一所示。
a.反应Ⅰ自发进行的条件是___________(选填“高温”或“低温”)
b.由图可知温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是___________。
c.由图可知获取CH3OH最适宜的温度是___________。   


(3)以CO2为原料催化加氢合成低碳烯烃的反应方程式：2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)　ΔH。在常压下，FeCoMnK/BeO 作催化剂，按n(CO2)∶n(H2)=1∶3(总物质的量为4a mol)的投料比充入密闭容器中发生反应，测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图二所示。
①250 ℃下，上述反应达到平衡时容器体积为V L，则此温度下该反应的平衡常数为___________(用含a、V的代数式表示)。
②反应开始时在0.1 MPa条件下，以n(H2)∶n(CO2)=3∶1的投料比充入体积固定的密闭容器中，发生反应：2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量分数如图三所示。

若氢气和二氧化碳的物质的量之比为n∶1(n≥3)进行投料，温度控制为120 ℃，相应平衡体系中乙烯的产率为x，在图四中绘制x随n(n≥3)变化的示意图___________ (标出曲线的起点坐标)。

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