工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)+Q (1)能判断反应达到平衡状态的依据是 . A．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 B．混合气体的密度不变 C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．CH3OH.CO.H2的浓度都不再发生变化 (2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K). 温� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：

CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)+Q

（1）能判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号，下同)________。

A．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等 B．混合气体的密度不变

C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化

（2）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①由表中数据判断该反应Q________(填“>”、“＝”或“<”)0；

②某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)＝0.2 mol/L，则CO的转化率为________，此时的温度为________。

（3）要提高CO的转化率，可以采取的措施是________。

a．升温；b．加入催化剂；c．增加CO的浓度；d．加入H₂加压；e．加入惰性气体加压；f．分离出甲醇

（4）寻找合适的催化剂来改善上述合成甲醇的条件一直是研究课题。现分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件均相同）：

①X在T₁℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10⁵倍；

②Y在T₂℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10⁵倍；

③Z在T₃℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×10⁶倍；

已知：T₁＞T₂＞T₃，根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂并简述理由：___________________________________________________。

【答案】

（1）CD

（2）①> ②80%；250℃

（3）df （2分）

（4）选Z，温度要求低，反应速率快。（2分）

【解析】

试题分析：（1）A．无论反应是否达到平衡状态，生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率始终相等，所以不能作为判断平衡状态的依据，错误；B．混合物的质量始终不变，容器的体积不变，所以混合气体的密度始终不变，所以不能作为判断平衡状态的依据，错误；C．反应前后，混合气体的物质的量改变，气体的质量不变，反应达到平衡状态时，混合气体的相对平均分子质量不变，所以能作为判断平衡状态的依据，正确；D．反应达到平衡状态时，CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化，所以能作为判断平衡状态的依据，正确；故选CD；

（2）①升高温度，平衡向吸热方向移动，根据表格知，温度越高，化学平衡常数越小，说明平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，即△H＜0，而放出的热量Q>0；

②平衡时一氧化碳的物质的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，转化率= n(CO)₍_反应₎/ n(CO)₍_反应开始₎×100%=(1−0.4)mol÷2mol×100%=80%

CO（g）+2H₂（g）≒CH₃OH（g）单位为mol/L

反应开始(mol/L) 1 3 0

反应(mol/L) 0.8 1.6 0.8

平衡(mol/L) 0.2 1.4 0.8

平衡常数K=0.8 / 0.2(1.4)² =2.04，所以温度是250℃。

（3）a．该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，故错误；b．催化剂对平衡移动无影响，故错误；c．增加CO的浓度，平衡向正反应方向移动，但CO的转化率降低，故错误；d．加入H₂加压，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大，故正确；e．加入惰性气体加压，参加反应的气体压强不变，平衡不移动，故错误；f．分离出甲醇，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大，故正确；故选df．

（4）因为T₁＞T₂＞T₃，所以温度越低平衡常数越大，反应物转化率越大，又催化剂同等程度加快反应速率，所以既能在低温下作用又能加快反应速率的催化剂最好选用Z。

考点：本题考查的是化学反应原理知识。

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

原创工业上一般在恒容密闭容器中用H₂和CO生产燃料甲醇，反应方程式为
CO（g）+2H₂（g）

CH₃OH（g）△H
（1）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250°C	300°C	350°C
K	2.041	0.270	0.012

①由表中数据判断△H

＜

0（填“＞”、“=”或“＜“）
②某温度下，将2molCO和6molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为

80%

，此时的温度为

250°C

．
（2）在100℃压强为0.1MPa条件下，容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H₂在催化剂作用下反应生成甲醇，达平衡时CO的转化率为50%，则100℃该反应的平衡常数K=

（用含a、V的代数式表示并化简至最简单的形式）．此时保持温度容积不变，再向容器中充入a mol CH₃OH（g），平衡

向逆反应方向

（向正反应方向、向逆反应方向）移动，再次达到新平衡时，CO的体积分数

减小

．（减小、增大、不变）
（3）要提高CO的转化率，可以采取的措施是

．
A．升温 B．加入催化剂 C．增加CO的浓度
D．恒容充入H₂E．恒压充入惰性气体 F．分离出甲醇
（4）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）

．
A．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的相对平均分子质量不变
D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
（5）300°C，在容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡的有关数据如下：

容器		甲	乙	丙
反应物投入量		1molCO、2moL H₂	1molCH₃OH	2molCH₃OH
平衡时的数据	CH₃OH浓度（mol/L）	c₁	c₂	c₃
	反应的能量变化	akJ	bkJ	ckJ
	体系压强（Pa）	p₁	p₂	p₃
	反应物转化率	α₁	α₂	α₃

请选择正确的序号填空（不定项选择）
①c₁、c₂、c₃的关系表达正确的为

A c₃＞2c₁ B c₁＜c₃＜2c₁ C c₁=c₂
②a、b、c的关系表达正确的为

A c＜2|△H|B a+b=|△H|C c=2b
③p₁、p₂、p₃的关系不正确的为

A p₁=p₂ B p₂＜p₃＜2p₂ C p₃＞2p₂
④a₁、a₂、a₃的关系表达不正确的为

A a₁=a₂ B a₃＜a₂ C a₁+a₂=1．

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科目：高中化学 来源： 题型：

（2013?崇明县一模）甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料，它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中．工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）

催化剂

加热

CH₃OH（g）+Q
下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

（1）判断反应达到平衡状态的依据是

A．混合气体的密度不变
B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
（2）由表中数据判断Q

＞

0 （填“＞”、“=”或“＜”），要提高CO转化率，可采取的措施是

A．加入催化剂B．充入COC．充入H₂D．升温
（3）某温度下，将2mol CO和6mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则以CH₃OH表示的反应速率v（CH₃OH）=

0.08

mol/（L?min），
CO的转化率为

80%

．
（4）原料CO和H₂可以由C和H₂O反应制取，涉及的反应方程式如下：
C（s）+CO₂（g）═2CO（g）平衡常数K₁
C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）平衡常数K₂
CO（g）+H₂O（g）═H₂（g）+CO₂（g）平衡常数K₃
则K₁、K₂、K₃之间的关系是：

K₂=K₁?K₃

．

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H
（1）判断反应达到平衡状态的依据是

（填序号）．
a．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
b．混合气体的密度不变
c．混合气体的相对平均分子质量不变
d． CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
（2）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①由表中数据判断△H

＜

0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
②要提高CO的转化率，可以采取的措施是

（填序号）．
a．升温 b．加入催化剂 c．增加CO的浓度
d．加入H₂加压 e．加入惰性气体加压 f．分离出甲醇
③某温度下，将2mol CO和6mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为

80%

，此时的温度为

250℃

．以CH₃OH表示该过程的反应速率v（CH₃OH）=

0.08

mol/（L?min）．
（3）图1表示在温度分别为T₁、T₂时，平衡体系中H₂的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A

＜

C（填“＞”、“=”或“＜”，下同），A、C两点的化学平衡常数A

C，由状态B到状态A，可采用

升温

的方法（填“升温”或“降温”）．

（4）一定条件下，0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出QKJ的热量．写出该反应的热化学方程式

2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-4QkJ/mol

．图2是甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）结构示意图，写出 a处电极上发生的电极反应式

CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
（1）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）

．
A．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的相对平均分子质量不变
D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
（2）如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①由表中数据判断该反应的△H

＜

0（填“＞”、“=”或“＜”）；
②某温度下，将2molCO和6molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为

80%

，此时的温度为

250℃

．
（3）要提高CO的转化率，可以采取的措施是

．
a．升温b．加入催化剂c．增加CO的浓度
d．加入H₂加压e．加入惰性气体加压f．分离出甲醇
（4）一定条件下，CO与H₂在催化剂的作用下生成5molCH₃OH的能量变化为454kJ．在该温度时，在容积相同的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、2molH₂	1molCH₃OH	2molCH₃OH
平衡时数据	CH₃OH的浓度（mol/L）	c₁	c₂	c₃
	反应的能量变化	akJ	bkJ	ckJ
	体系压强（Pa）	p₁	p₂	p₃
	反应物转化率	α₁	α₂	α₃

下列说法正确的是

．
A.2c₁＞c₃B．a+b＜90.8C.2p₂＜p₃D．α₁+α₃＜1．

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科目：高中化学 来源： 题型：

工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
（1）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）

．
A．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的相对平均分子质量不变
D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
（2）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①由表中数据判断该反应的△H

＜

0（填“＞”、“=”或“＜”）；
②某温度下，将2molCO和6molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为

80%

，此时的温度为

250℃

．
（3）要提高CO的转化率，可以采取的措施是

．
a．升温 b．加入催化剂 c．增加CO的浓度
d．加入H₂加压e．加入惰性气体加压 f．分离出甲醇．

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