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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷91
近日，我国建成首个“西氢东送”输氢管道示范工程。目前，市面上绝大多数氢气是灰氢，约占当今全球氢气产量的95%。灰氢主要是通过煤炭、天然气等制备合成气，再分离出氢气，也可以利用合成气(CO，H2)制备C1、C2等化工产品。
已知：“灰氢”制备主要原理如下：
反应1：
反应2：
(1)已知：①
②
③
④
反应2中_________。
(2)乙醇是一种清洁能源和化工原料。工业上利用合成气合成乙醇：。
①一定温度下，在某恒容密闭容器中充入和2molH2(g)仅发生上述反应。下列说法正确的是________(填字母)。
A．当混合气体的密度不再随时间变化时达到平衡
B．当混合气体的平均摩尔质量不再随时间变化时达到平衡
C．平衡时的体积分数小于25%
D．其他条件不变，增大投料比，CO的平衡转化率增大
②对于该反应，不同温度对CO的平衡转化率及催化剂的效率影响如图1所示。

M点的平衡常数________(填“大于”“小于”或“等于”)N点的平衡常数；其他条件不变，不加催化剂，则250℃时CO的平衡转化率________(填“可能”或“不可能”)移至M1点。
(3)T℃时，在VL恒容密闭容器中充入6molCO(g)和8molH2(g)，只发生反应：。初始压强为140kPa，测得H2的物质的量与时间的变化关系如图2中状态Ⅰ。图中坐标点A(1，6.5)表示1min时H2的物质的量为6.5mol。
①T℃时，该反应平衡时的总压强为________，该反应的压强平衡常数________(结果保留两位有效数字，Kp为用分压计算的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。
②其他条件不变，仅改变某一条件后，测得H2的物质的量随时间的变化关系分别如图2中状态Ⅱ和Ⅲ所示，则状态________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)的平衡常数最小。
22-23高二下·河南平顶山·期末
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知识点：化学平衡状态的判断方法温度对化学平衡移动的影响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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甲醇和乙醇都是清洁能源，也是重要的化工原料。回答下列问题：
(1)工业上利用合成气合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)       △H
已知：几种热化学方程式如下、其中，a、b、c都大于0。
①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)       △H1=-akJ•mol-1；
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)       △H2=-bkJ•mol-1；
③2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)       △H3=-ckJ•mol-1
则上述反应中的△H=______kJ•mol-1。
(2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入1molCO和1molH2，在固体催化剂作用下合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，下列叙述正确的是______(填字母)。
A．当CO体积分数不变时达到平衡状态
B．平衡后充入少量氩气，平衡向左移动
C．平衡后再充入0.1molCO和0.1molH2，CO平衡转化率增大
D．增大催化剂质量，正、逆反应速率同倍数增大

(3)甲醇是一种潜在储氢材料。我国学者研究甲醇在钯基催化剂表面上分解制氢：CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)，其反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用“*”表示)。

总反应经历5步反应中，最大能垒为______kJ•mol-1，写出该步反应式：______。
(4)工业上，可以采用CO2催化还原制备CH3OH、CH3CH2OH。发生反应如下：
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)(主反应)；
②2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)(主反应)；
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)(副反应)。
一定温度下，在甲、乙体积相同的反应容器中分别充入1molCO2(g)和3molH2(g)，发生上述反应，其中一个容器使用水分子膜分离技术，另一个容器不使用水分子膜分离技术。实验测得CO2平衡转化率与压强关系如图所示。其他条件相同，增大压强，CO2平衡转化率增大，其原因是_______；采用水分子膜分离技术的容器是______(填“甲”或“乙”)。

(5)一定温度下，向总压强恒定为100kPa的反应器中充入1molCO2(g)和3molH2(g)，发生(4)中反应①②③，达到平衡时CO2转化率为50%，甲醇选择性为，生成0.05molCH3CH2OH，则反应①的平衡常数Kp为______(kPa)-2(写出数字表达式即可)[用分压计算的平衡常数为压强平衡常数Kp，分压=总压×物质的量分数；甲醇选择性：η(CH3OH)=×100%]。
天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。

I．(1)已知：一定条件下可被甲烷还原“纳米级”的金属铁。其反应为：

①此反应的化学平衡常数表达式为______
②在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中加入足量，然后分别充入amol ，三个容器的反应温度分别为、、且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时的体积分数如图1所示，此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是______；上述反应的______填“大于”或“小于”，该反应在______填“高温”、“低温”或“任意温度”下可自发进行。
Ⅱ．利用天然气为原料的一种工业合成氨简式流程图如图2：

                                                          图2
(1)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下：Ⅰ；
Ⅱ；
①对于反应Ⅰ，在一定温度下的恒容容器中，表示其已达到最大化学反应限度的叙述正确的是______。
A．单位时间内 1mol 消耗，同时有 3mol 生成；
B．、、CO 的物质的量浓度相等；
C．混合气体的密度不再改变；
D．混合气体的压强不再改变。
②则反应 ；______ 用含 、 的代数式表示。
(2)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，反应原理为：在容积为 10L 的密闭容器中进行，起始时充入 0.2molN2、0.6mol H2反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图3所示。

                                   图3
①实验 a 从开始至平衡时的反应速率 ______；实验 c 中 N2的平衡转化率 为______。
②与实验 a 相比，其他两组改变的实验条件是：b______，c______。
③M点的逆反应速率______ N点的正反应速率填“”、“”或“”；N点时再加入一定量NH3，平衡后H2的体积分数______填“增大”、“减小”或“不变”。
我国提出争取在2030年前实现碳峰值、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。将CO2 转化为清洁能源是促进碳中和最直接有效的方法。
(1)H2还原CO2制取CH4的部分反应如下：
①
②
③
反应2C(s)+2H2O(g)=CH4(g)+CO2(g)的∆H=___________kJ/mol。
(2)恒温条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2，只发生如下反应：CO(g)+3H2 (g)=CH4(g)+H2O(g)，反应4min后，测得CO的物质的量为0.8mol，下列有关说法正确的是___________ (填字母。)
A. 利用合适的催化剂可增大该反应的平衡常数
B. 容器内气体的平均相对分子质量保持不变，说明该反应达到平衡状态
C. 用 H2表示该反应4min内的平均速率为0.075mol·L-1·s-1
D. 其它条件不变，升高温度，CO的平衡转化率降低
(3)在一定条件下，向某0.5L恒容密闭容器中充入xmolCO2和ymolH2，发生反应：

①图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线___________ (填“m” 或“n”)，判断依据是___________。
②若x=2、y=3，测得在相同时间内，不同温度下H 2的转化率如图2所示，v(a) 逆 ___________ v(c) 逆(填“＞”、＜”或“=”)；T2时，起始压强为2.5MPa，则Kp=___________MPa-2(保留二位小数；K p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
③已知速率方程 v正=k正·c(CO2)·c3(H2),v逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O),k正、k逆是速率常数，只受温度影响。图3表示速率常数的对数lgk与温度的倒数 之间的关系，A、B、D、E分别代表图2中a点、c点的lgk，其中表示c点的lgk逆的是___________(填“A”、“B”、“D”或“E”)。

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