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填空题 较难0.4 引用2 组卷147
CO2作为未来碳源，既可弥补因石油、天然气等大量消耗引起的碳源危机，又可有效地解决温室效应。请回答下列问题：
（1）将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H = +206kJ·mol-1。将等物质的量的CH4和H2O(g)充入2 L恒容密闭容器，某温度下反应5 min后达到平衡，此时测得CO的物质的量为0.10 mol，则5 min内H2的平均反应速率为_______________。平衡后可以采取下列______________的措施能使n（CO）：n（CH4）增大。
A．加热升高温度
B．恒温恒容下充入氦气
C．恒温下增大容器体积
D．恒温恒容下再充入等物质的量的CH4和H2O
（2）工业上可以利用CO为原料制取CH3OH。
已知:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) △H=-49.5 kJ·mol－1
CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） △H= + 41.3 kJ·mol－1
①试写出由CO和H2制取甲醇的热化学方程式________________________________。
②该反应的△S______0(填>或<或=)，在 _________情况下有利于该反应自发进行。
（3）某科研人员为研究H2和CO合成CH3OH的最佳起始组成比n(H2) ： n(CO)，在l L恒容密闭容器中通入H2与CO的混合气（CO的投入量均为1 mol），分别在230°C、250°C和270°C进行实验，测得结果如下图，则230℃时的实验结果所对应的曲线是_______(填字母)；理由是_________________。列式计算270℃时该反应的平衡常数K：__________。
15-16高三上·浙江台州·阶段练习
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知识点：化学反应热的计算化学平衡 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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利用可再生能源代替石油和煤已经成为未来发展的趋势，甲醇作为重要的可再生能源具有广泛的开发和应用前景。工业上常利用反应CO(g)＋2H2(g) ⇌CH3OH(g) △H＜0来合成甲醇。
（1）经研究发现在230℃～270℃时合成最为有利。为探寻合成气最合适的起始组成比，分别在230℃、250℃和270℃时进行实验，实验结果如图。230℃的实验结果所对应的曲线是_______（填字母）； 从提高CO转化率的角度等综合分析，该温度下工业生产适宜采用的合成气组成n(H2):n(CO) 的比值范围是_________（填字母）。
A．1～1.5             B．2.5～3            C．3.5～4.5
   
（2）制甲醇所需要的氢气，可通过下列反应制取：H2O(g)+CO(g)⇌H2(g)+CO2(g) △H＜0，某温度下该反应的平衡常数K＝1。回答下列问题：
①该温度下，若起始时c(CO)＝2mol·L—1，c(H2O)＝3mol·L-1，反应进行一段时间后，测得CO的浓度为1mol·L-1,则此时该反应v(正)____v(逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②若降低温度，该反应的K值将_____（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）甲醇是一种化工原料，工业上合成甲醇的反CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) △H＝－90.8kJ·mol—1。若在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器甲乙丙
反应物投入量1molCO、2molH21mol CH3OH2molCO、4molH2
CH3OH的浓度（mol/L）c1c2c3
反应的能量变化放出Q1 kJ吸收Q2 kJ放出Q3 kJ
①容器内压强P：P甲、P乙与P丙的关系是_____________（用“＞”、“＜”或“＝”表示）；
②变化的热量数值Q中， Q1与Q2的和是___________（填具体数值）。
研究表明：丰富的CO2可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)枯竭危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2加氢合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例，该过程分两步进行：第一步：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.3kJ/mol；第二步：2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H=-210.5kJ/mol。
①加氢合成乙烯的热化学方程式为________。
②一定条件下的密闭容器中，上述反应达到平衡后，要加快反应速率并提高CO2的转化率，可以采取的措施是_______(填字母)。
A.减小压强        B.增大H2浓度     C.加入适当催化剂        D.分离出水蒸气
(2)另一种方法是将CO2和H2在230℃催化剂条件下生成甲醇蒸气和水蒸气。现在10L恒容密闭容器中投入1mol CO2和2.75molH2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示：

①能判断该反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。
a.c(H2):c(CH3OH)=3:1 b.容器内氢气的体积分数不再改变
c.容器内气体的密度不再改变          d.容器内压强不再改变
②上述反应的△H_______0(填“>”或“<”)，图中压强p1_______p2(填“>”或“<”)。
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的，则Q点H2的转化率为________。
④N点时，该反应的平衡常数K=______（计算结果保留两位小数）。
(3)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.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
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）。
甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上在一定条件下可利用反应I和II来制备：
(1)已知在25°C、101kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，则表示燃烧热的热化学方程式为_______________________。
(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为10 L密闭容器中，CH4(g)+H2O(g)⇌ CO(g)+3H2(g)(I)，CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示：

①该反应的△H______0，图中的p1____ p2（填“<”、“>”或“=”）
②已知100℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H2表示的平均反应速率为________________，该反应的平衡常数为_______(mol·L-1)2
(3)在压强为0.1MPa条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H<0 (Ⅱ)若容器的容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是___________（填序号）．
A.升高温度                                               B.将CH3OH(g)从体系中分离出来
C.恒容下充入He，使体系的总压强增大     D.再充入a mol CO和3a mol H2．
(4)为提高燃烧效率，某燃料电池以甲醇原料，NaOH溶液为电解质，其负极电极反应式为______________

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