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解答题-原理综合题 较易0.85 引用2 组卷96
工业上常用天然气作为制备CH3OH的原料。已知：
①CH4(g)+O2(g)CO(g)+H2(g)+H2O(g) △H=-321.5kJ•mol-1
②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+250.3kJ•mol-1
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.0kJ•mol-1
(1)CH4(g)与O2(g)化合生成CH3OH(g)的热化学方程式是____。
(2)利用③的原理，向密闭容器中充入1molCO与2molH2，在不同压强下合成甲醇。CO的平衡转化率与温度、压强(p)的关系如图所示：

①压强p1____p2(填“<”或“>”)。
②根据图中a点的数据(此时容器体积为1L)，将表中空格处填写完整。
c(CO)c(H2)c(CH3OH)
起始时120
转化0.5________
平衡时_____________
③若反应刚好至a点时，所需时间为tmin，则tmin内用H2表示该反应的化学反应速率v(H2)=____。
④b点时，该反应的平衡常数K=____。
21-22高二上·北京东城·期中
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知识点：盖斯定律与热化学方程式化学反应速率计算化学平衡图像分析化学平衡常数的有关计算 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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CH4和H2O(g)可发生催化重整反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。
（1）已知：①2CO(g)+O2(g)2CO2(g)△H1=akJ/mol
②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)△H2=bkJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=ckJ/mol
④CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H4
由此计算△H4=________kJ/mol
（2）T℃时，向1L恒容密闭容器中投入1molCH4和1molH2O(g)，发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，经过tmin，反应达到平衡。已知平衡时.c(CH4)=0.5mol/L
①0～tmin内，该反应的平均反应速率v(H2)=____________。
②T℃时，该反应的平衡常数K=___________。
③当温度升高到(T+l00)℃时，容器中c(CO)=0.75mol/L，则该反应是___________反应(填“吸热”或“放热”)。
（3）工业上用CO与H2在催化剂作用下合成CH3OH,其反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。按n(CO):n(H2)=1:2向密闭容器中充入反应物，测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。

①P1__________P2(填“<”“>”或“=”)
②在C点时，CO转化率为____________。
氢气不仅是新能源，也是重要的化工原料。
（1）氢气可由甲烷制备:CH4 (g)+H2O(l)CO(g)+3H2 (g)ΔH=+250.1 kJ·mol-1，已知298 K时，CH4(g)、CO(g)的燃烧热分别为890 kJ·mol-1、283 kJ·mol-1。写出氢气燃烧热的热化学方程式___________。
（2）利用反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 　ΔH合成清洁能源CH3OH，CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:

①该可逆反应的正反应ΔH______0；   A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系是_____； 压强p1___p2(填“>”“<”或“=”)； 在T1和p2条件下，由D点到B点过程中，正、逆反应速率之间的关系:   v正___v逆(填“>”“<”或“=”)。
②若在恒温恒容条件下进行上述反应，能表示该可逆反应达到平衡状态的是_____________________ (填序号)。
a.CO物质的量保持不变
b.单位时间内消耗CO的浓度和生成甲醇的浓度相等
c.混合气体的压强不再变化
d.混合气体的密度不再变化
③在2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在p2 (和T2条件下经10 min达到平衡状态C点，在该条件下，v(CH3OH)=______________________；平衡常数K为_________________________________
以天然气(CH4)为原料合成甲醇(CH3OH)。有关热化学方程式如下：
①2CH4(g)+O2(g) = 2CO(g)+4H2(g) ΔH1＝－70.8 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2
③2CH4(g)+O2(g)⇌2CH3OH(g) ΔH3＝－251.0 kJ·mol-1
(1)ΔH2＝________kJ·mol-1。 反应①自发进行的条件是_________(填序号)。
a.高温             b. 低温               c. 任何环境都自发          d. 任何环境都不自发
(2)在体积可变的密闭容器中投入1 mol CO和2 mol H2，在不同条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图所示。

①M点时，H2的转化率为__________；压强：p1_______p2 (填“>”、“<”或“=”)。
②反应速率：N点ʋ正(CO)________M点ʋ逆(CO)(填“>”、“<”或“=”)。
③温度为506℃时，若压强为p1、在密闭容器中进行上述反应(起始投料不变)，平衡时容器体积为1L，则平衡常数K=__________(用分数表示)。在不同温度下上述反应的平衡常数的对数(lg K)如图所示，则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lg K与T的关系的点为_______(填字母)。

④在2 L恒容密闭容器中充入a(a>0) mol H2、2 mol CO和6 mol CH3OH(g)，在506℃下进行上述反应。为了使该反应逆向进行，a的范围为____________。

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