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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷243
工业上，一氧化碳是一碳化学的基础，可由焦炭氧气法等方法制得，主要用于生产二甲醚、甲醇和光气等。回答下列问题：
(1)在工业上可用和合成二甲醚(CH3OCH3)，反应的化学方程式为        。下列能说明该反应已达平衡状态的是_______(填字母)。
A．单位时间内生成1mol的同时消耗了2mol
B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变
C．在绝热恒容的容器中，容器内的温度不再变化
D．在恒温恒容的容器中，气体的平均摩尔质量不再变化
(2)已知：Ⅰ.       ；
Ⅱ.       ；
①反应的_______(用含、的代数式表示)。
②已知，对于反应Ⅰ，图象正确的是_______(填字母)。
A.            B.
C. D.
③为了探究反应条件对反应Ⅱ的影响，某活动小组设计了三个实验，实验曲线如图所示。
编号温度压强
Ⅰ530℃3MPa1.0mol/L3.0mol/L
ⅡX5MPa1.0mol/L3.0mol/L
Ⅲ630℃5MPa1.0mol/L3.0mol/L

请依据实验曲线图补充完整表格中的实验条件：X=_______；对比实验Ⅱ和实验Ⅲ可知，升高温度，CO的转化率_______(填增大“减小”或“不变”)，_______(填“>”或“<”)0。编号Ⅰ实验中，反应达平衡时，的转化率为50%，则530℃时该反应的平衡常数Kp=_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
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知识点：化学平衡的移动及其影响因素化学平衡状态的判断方法 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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在工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为：
CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H = akJ/mol
已知：①CO（g）+1/2O2（g）= CO2（g）△H1=﹣283.0kJ/mol
②H2（g）+1/2O2（g）= H2O（g）△H2=﹣241.8kJ/mol
③CH3OH（g）+3/2O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（g）△H3=﹣192.2kJ/mol
回答下列问题：
（1）a =_______
（2）能说明反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）已达平衡状态的是___（填字母）。
A．单位时间内生成1mol CH3OH（g）的同时消耗了1mol CO（g）
B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变
C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化
D．在恒温恒压的容器中，气体的平均摩尔质量不再变化
（3）在T1℃时，体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO，反应达到平衡时CH3OH的体积分数（V%）与的关系如图1所示．

①当起始=2时，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.6，则0～5min内平均反应速率v（H2）=_____________。若此时再向容器中加入CO（g）和CH3OH（g）各0.4mol，达新平衡时H2的转化率将____________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
②当= 3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图象中的_______点（选填“D”、“E”或“F”）。
（4）CO和H2来自于天然气。已知CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）。在密闭容器中有浓度均为0.1mol•L﹣1的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图2，则压强p1_____p2（选填“大于”或“小于”）；当压强为p2时，在y点：v（正）______v（逆）（选填“大于”、“小于”或“等于”）。若p2=3MPa，则T℃时该反应的平衡常数Kp=_______MPa2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
H2和CO2的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善。
请回答下列问题：
(1)已知：Ⅰ．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H1=﹣483.6kJ/mol
Ⅱ．CH4(g)+2O2(g)⇌CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=﹣802.0kJ/mol
Ⅲ．4H2(g)+CO2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH3
若反应Ⅲ的逆反应活化能为EakJ/mol，则正反应活化能为 ___________kJ/mol(用含Ea和必要的数值的式子表示)；能表示反应Ⅱ已达平衡状态的是 ___________(填字母)。
A．单位时间内生成1molCO2的同时消耗了1molCH4
B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变
C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化
D．在恒温恒压的容器中，气体的平均摩尔质量不再变化
(2)CO2和M2CO3反应制备MHCO3.某学习兴趣小组为了研究该反应，将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容密闭容器中，发生如下反应：2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。反应达平衡时体系的总压为50kPa．保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa，则CO2(g)平衡时压强应大于 ___________kPa。
(3)CO2和H2制备甲醇，反应体系中涉及以下两个反应：
Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1<0
Ⅱ．CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2>0
将CO2和H2按物质的量之比1：3混合通入刚性密闭容器中，在催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在相同的时间内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图所示。

已知：CH3OH的选择性=×100%。
①在上述条件下合成甲醇的工业条件是 ___________。
A．230℃             B．250℃             C．催化CZT             D．催化剂CZ(Zr﹣1)T
②为提高CH3OH的选择性，可采取的措施有 ___________、___________。
③在温度230℃时，向某容器中充入1molCO2和3molH2，发生反应Ⅰ。如果该容器为恒压容器，维持体系总压强p恒定，达到平衡时2的转化率为75%，则在该温度下平衡常数Kp=___________；如果该容器为恒容容器，达到平衡时，H2的转化率 ___________(填“>”、“<”或“=”)75%，理由是 ___________。
在工业上，常用CO和H2合成甲醇，其相关的反应原理方程式为：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H
已知：①CO(g)+O2(g)= CO2(g) △H1= a kJ/mol
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H2= b kJ/mol
③CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(g) △H3= c kJ/mol
回答下列问题：
(1)△H= ___________kJ/mol 。
(2)能说明反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)已达平衡状态的是___________(填字母)。
A．单位时间内生成1mol CH3OH(g)的同时消耗了1mol CO(g)
B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变
C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化
D．在恒温恒压的容器中，气体的平均摩尔质量不再变化
(3)在T1℃时，体积为2L的恒容容器中充人物质的量之和为3mol的H2和CO，反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与n(H2)/n(CO)的关系如图1所示。

①当起始 =2，经过5min达到平衡，CO的转化率为60%，则0～5min内平均反应速率v(H2)___________。若此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol，达新平衡时H2的转化率将___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)；
②当起始=3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图象中的___________点(选填“D”、“E”或“F”) 。
(4)已知CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。在密闭容器中有浓度均为0.1mol•L-1的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图2，则压强P1___________P2(选填“＞” “＜” 或“=”)；当压强为P2时，在y点：v(正)___________ v(逆)(选填“大于”、“小于”或“等于”)。若P2=3MPa且在恒压体系中发生，则T℃时该反应的平衡常数Kp = ___________ MPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

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