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) ΔH 图1 (图中表示生成1mol物质时的能量) 图2(1)根据图1请写出合成甲醇的热化学方程式 (2)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如上图2.t1时改变了某种条件.改变的条件可能是 .(3)判断反应达到平衡状态的依据是 .A．2v(H2) B．混合气体的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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） ΔH

图1 （图中表示生成1mol物质时的能量）          图2
（1）根据图1请写出合成甲醇的热化学方程式
（2）该反应的逆反应速率随时间变化的关系如上图2。t₁时改变了某种条件，改变的条件可能是                       。
（3）判断反应达到平衡状态的依据是       (填字母序号)。

A．2v(H₂)(逆) =v(CO)(正)	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

E．容器内CO、H₂、CH₃OH的浓度之比为1:2:1
（4）在一定温度下，若将4a mol H₂和2amol CO放入2L的密闭容器中，充分反应后测得CO的转化率为50％，则该反应的平衡常数为         。若此时再向该容器中投入a mol CO、2amol H₂和amol CH₃OH，判断平衡移动的方向是     （“正向移动”“逆向移动”或“不移动”）；与原平衡相比，CO的物质的量浓度    （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（5）某甲烷燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH₄为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环（见图）。A物质的化学式是_________；该原电池的负极反应式可表示为                          。

（11分）（1）CO(g) + 2H₂(g)CH₃OH(g) ΔH＝（E₁－E₃）或－（E₃－E₁）kJ?mol^-1
（2分，见错不得分）
（2）加压、等倍增加反应物和生成物、增加甲醇浓度、升高温度、使用催化剂等（1分）（任答一个合理答案给分。注：t₁时刻不能确认是否平衡）
（3）CD（2分，见错不给分）（4）（1分）正向移动（1分）增大（1分）
（5）A为CO₂（1分）CH₄+4CO₃^2-－8e^-＝5CO₂+2H₂O （2分）

解析试题分析：（1）根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，即该反应是放热反应，△H＝（E₁－E₃）或－（E₃－E₁）kJ/mol，则该反应的热化学反应方程式为CO(g) + 2H₂(g)CH₃OH(g) ΔH＝（E₁－E₃）或－（E₃－E₁）kJ/mol。
（2）t₁时逆反应速率突然增大，所以改变的条件可能是加压、等倍增加反应物和生成物、增加甲醇浓度、升高温度、使用催化剂等。
（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，所以选项D正确。A中反应速率的方向相反，但不能满足速率之比是相应的化学计量数之比，不正确。密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，B不正确；混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以C可以说明。平衡时各种物质的浓度不再发生变化，但各种的浓度之间不一定满足某种关系，E不能说明，因此答案选CD。
（4）                CO(g) + 2H₂(g)CH₃OH(g)
起始浓度（mol/L）    a       2a           0
转化浓度（mol/L）   0.5a     a           0.5a
平衡浓度（mol/L）   0.5a     a           0.5a
所以平衡常数K＝
若平衡时再向该容器中投入a mol CO、2amol H₂和amol CH₃OH，则此时＜，所以反应向正反应方向进行。由于CO不能完全转化为生成物，所以与原平衡相比，CO的物质的量浓度增大。
（5）原电池中负极失去电子，正极得到电子，因此甲烷在负极通入，氧气在正极通入。由于电解质是熔融的碳酸盐，所以负极和正极的电极反应式分别是CH₄+4CO₃^2-－8e^-＝5CO₂+2H₂O、2O₂＋8e^－＋4CO₂＝4CO₃²^－，这说明A物质的化学式是CO₂。
考点：考查热化学方程式的书写、外界条件对反应速率的影响、平衡常数的有关计算和应用、平衡状态的判断、电极反应式的书写等
点评：该题是高考中的常见考点和题型，属于中等难度试题的考查，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力，提升学生的学科素养。

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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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