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解答题-原理综合题 较难0.4 引用4 组卷546
探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ.                     
Ⅱ.                                  
Ⅲ.                            
回答下列问题：
(1)_______。
(2)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为ɑ mol，CO为b mol，此时H2O(g)的浓度为_______mol﹒L-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为_______。
(3)不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，实验测定CO2平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。

已知：CO2的平衡转化率=
CH3OH的平衡产率=
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图_______(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_______；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是_______。
(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为_______(填标号)。
A．低温、高压B．高温、低压C．低温、低压D．高温、高压
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知识点：化学反应原理综合考查盖斯定律的应用压强对化学平衡移动的影响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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探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.5kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2=-90.4kJ·mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3
回答下列问题：
(1)ΔH3=___kJ·mol-1。
(2)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为xmol，CO为ymol，此时H2O(g)的浓度为___mol·L-1(用含x、y、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为___。
(3)不同压强下，按照n(CO2):n(H2)=1:3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。

已知：CO2的平衡转化率=×100%
CH3OH的平衡产率=×100%
①其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图___(填“甲”或“乙”)。
②压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___。
③图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___。
(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为___(填标号)。
A．低温、高压B．高温、低压C．低温、低压D．高温、高压
(5)在T1温度时，将1.00molCO2和3.00molH2充入体积为1.00L的恒容密闭容器中，容器起始压强为p0，仅进行反应I。
①充分反应达到平衡后，若CO2转化率为x，则容器的压强与起始压强之比为___(用x表示)。
②若经过30h反应达到平衡，平衡后，混合气体物质的量为3.00mol，则该过程中H2的平均反应速率为___(保留三位有效数字)。
③平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数.写出上述反应压力平衡常数Kp为___(用p0表示，并化简)。
(一)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。

以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.5kJ•mol-1
Ⅱ．CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H2
Ⅲ．CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H3＞0
已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(g)的标准燃烧热分别为-285.8kJ•mol-1，-283.0kJ•mol-1，-761.0kJ•mol-1回答下列问题：
(1)△H2=___ kJ•mol-1。
(2)一定条件下，向体积一定的恒容密闭容器中通入1mol CO2和3mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为amol，CO为bmol，此时H2O(g)的物质的量为___ mol(用含a，b的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为___ 。
(3)不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，实验测定CH3OH的平衡产率(图1)和CO2的平衡转化率(图2)随温度的变化关系如图所示。
已知：CO2的平衡转化率= ×100%
CH3OH的平衡产率= ×100%
① 图1中，一定压强下，CH3OH的平衡产率随温度升高而下降的原因是___________________________________。
② 图1中，压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___ 。
③ 图2中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是____________________________________________________。
(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为___ 。
A．低温、高压
B．高温、低压
C．低温、低压
D．高温、高压

(二)若只考虑反应Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.5kJ•mol-1一定条件下，向体积一定的恒容密闭容器中通入1mol CO2和3mol H2发生上述反应，得到CH3OH(g)体积分数与时间的关系如图3所示。保持其它条件不变，t1时再向容器中充入通入1mol CO2和3mol H2，t2时再次达到平衡。
(5)请画出t1-t3时间范围内CH3OH体积分数随时间的变化曲线___ 。

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