甲醇被称为2l世纪的新型燃料.工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ.用CH4和H2O为原料来制备甲醇: CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)--Ⅰ CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) --Ⅱ. (1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100L反应室.在一定条件下发生反应I.CH4的平衡转化率与温度.压强的关系如图. ①已知100� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇：

CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)……Ⅰ CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) ……Ⅱ。

（1）将1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O(g)通入容积为100L反应室，在一定条件下发生反应I，CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图。

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H₂表示的平均反应速率为。

②图中的P₁ P₂（填“<”、“>”或“=”），100℃时平衡常数的值为。

（2）在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下，自发反应Ⅱ，生成甲醇。

③该反应的△H 0；若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是。

A．升高温度 B．将CH₃OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大 D．再充入1mol CO和3mol H₂

④为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验编号	T(℃)	n(CO)/n(H₂)	P（Mpa）
i	150	1/3	0.1
ii			5
iii	350		5

a．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

b．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，补画出在5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明压强。

【答案】

（共16分）

（1）（7分）①0.003mol/（L·min）（2分） ②<（2分） 2.25×10^－⁴（3分）

（2）（9分）③<（2分） BD（2分）

④a．（见下表，3分）

实验编号	T（℃）	n（CO）/n（H₂）	P（Mpa）
i
ii	150	1/3
iii		1/3

b．（见下图，2分）

【解析】

试题分析：（1）①起始时c(CH₄)=1.0mol/100L=0.01mol/L，读图可知平衡时CH₄转化率为0.5，则CH₄的变化浓度为0.01mol/L×0.5=0.005mol/L，根据化学反应速率计算公式可知，v(CH₄)= 0.005mol/L÷5min=0.001mol/(L•min)，根据系数之比等于速率之比可知，v(H₂)=3 v(CH₄)= 0.003mol/(L•min)；②I是气态物质体积增大的反应，因此增大压强平衡左移，CH₄转化率减小，减小压强平衡右移，CH₄转化率增大，即压强越小，CH₄转化率越大，读图可知，200℃、P₁时CH₄转化率大于200℃、P₂时CH₄转化率，说明P₁< P₂；在P₁、100℃时，

CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)

起始浓度/ mol·L^－¹ 0.01 0.02 0 0

变化浓度/ mol·L^－¹ 0.005 0.005 0.005 0.015

平衡浓度/ mol·L^－¹ 0.005 0.015 0.005 0.015

K=[ c(CO)•c³(H₂)]/[ c(CH₄)•c(H₂O)]= [0.005×0.015³]/[ 0.005×0.015]=2.25×10ˉ⁴

（2）③II是气态物质体积减小的反应，不符合熵增原理，则正反应符合焓判据，△H<0；正反应是放热反应，升高温度平衡左移，甲醇产率减小，故A错误；减小生成物浓度，平衡右移，甲醇产率增大，故B正确；充入惰性气体，虽然增大压强，但是容器容积不变，各组分浓度不变，平衡不移动，甲醇产率不变，故C错误；再充入投料比相同的CO和H₂，就是增大压强，使平衡右移，甲醇产率增大，故D正确；④a、根据控制变量探究的原则，实验i和ii的压强不同，则温度和投料比一定相同；实验ii和iii的温度不同，则投料比和压强一定相同；由此确定实验ii的温度为150℃，投料比为1/3，实验iii的投料比为1/3；b、画图要点：相同温度下，增大压强平衡右移，CO转化率增大，则0.1MPa时CO转化率随温度变化曲线向右适当平移，就变为5MPa时CO转化率随温度变化曲线。

考点：考查化学反应原理，涉及化学反应速率的计算、压强对化学平衡的影响、化学平衡常数的计算、反应热的正负、提高产率的措施、探究实验方案的设计、画图等常见考查方式。

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科目：高中化学 来源： 题型：

甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和反应②，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇（CH₃OH）．
①CH₄（g）+H₂O（g） CO（g）+3H₂（g）△H₁
②CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g）△H₂
将0.20mol CH₄和0.30mol H₂O（g）通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生①反应，达到平衡时，CH₄的转化率与温度、压强的关系如图．
（1）温度不变，缩小体积，增大压强，①的反应速率

增大

（填“增大”、“减小”或“不变”），平衡向

逆反应

方向移动．
（2）反应①的△H₁

＞

0（填“＜”、“=”或“＞”）．
（3）如果反应①达到平衡时所用的时间为2min，求CH₄的反应速率及化学平衡常数的值．（写出计算过程）．
（4）在100℃压强为0.1MPa条件下，将a mol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下进行②反应，生成甲醇．为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中．请在下表空格中填入剩余的实验条件数据．

实验编号

T（℃）

n （CO）/n（H₂）

P（MPa）

150

0.1

III

350

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。

（1）将1．0 mol CH₄和2．0 mol H₂O（g）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：

CH₄（g）+H₂O（g）CO（g）+3H₂（g）……Ⅰ，CH₄的转化率与温度、压强的关系如右图。

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,

②则用H₂表示的平均反应速率为_ 。图中的P₁_ _P₂（填“<”、“>”或“=”），

100℃时平衡常数为_ _。

③在其它条件不变时降低温度，逆反应速率将_ _（填“增大” “减小”或“不变”）。

（2）在压强为0．1 MPa条件下, 将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） ……Ⅱ。

④该反应的△H_ _0，△S_ _0（填“<”、“>”或“=”）。

⑤若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是_ _。

A．升高温度

B．将CH₃OH（g）从体系中分离出来

C．充入He，使体系总压强增大

D．再充入1mol CO和3molH₂

⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。

l 实验编号	l T（℃）	l n （CO）/n（H₂）	l P（MP）
l ⅰ	l 150	l 1/3	l 0．1
l ⅱ	l __	l __	l 5
l ⅲ	l 350	l __	l 5

A．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

B．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，画出其在0．1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明各条曲线的压强。

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科目：高中化学 来源：2011-2012学年河北省正定中学高二上学期期末考试化学试卷 题型：填空题

（14分）甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。
(1)将1 mol CH₄和2 mol H₂O(g)通入反应室（容积为100L），并在一定条件下发生如下反应：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)……Ⅰ
测得CH₄的转化率与温度、压强的关系如图。

①当压强为P₁，温度为100℃时达到平衡所需的时间为5min。则用H₂表示0～5min内的平均反应速率为______。
②图中的P₁_________P₂（填“<”、“>”或“＝”）。
③100℃时该反应的平衡常数为______________。
④在其它条件不变时降低温度，反应Ⅰ的逆反应速率将________(填“增大” “减小”或“不变”)，反应_________移动（填“向正方向”、“向逆方向”或“不”）。
（2）在压强为0.1 MPa条件下, 将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，其反应如下：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)……Ⅱ
①则该反应的△H________0，△S_________0(填“<”、“>”或“＝”)。
②若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是___________。
A．升高温度 B．将CH₃OH(g)从体系中分离 C．充入He，使体系总压强增大
③为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。

实验编号	T(℃)	n (CO)/n(H₂)	P(MPa)
ⅰ	150	1/3	0.1
ⅱ			5
ⅲ	350		5

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科目：高中化学 来源：2010年吉林省东北师大附中高三第五次模拟考试（理科综合）化学部分 题型：填空题

（14分）
甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，来制备甲醇。
（1）将1．0 mol CH₄和2．0 mol H₂O（g）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：CH₄（g）+H₂O（g） CO（g）+3H₂（g）……Ⅰ，CH₄的转化率与温度、压强的关系如右图所示：
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H₂表示的平均反应速率为       。
②图中的P₁P₂（填“<”、“>”或“=”），100℃时平衡常数为             。

（2）在压强为0．1 MPa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） ……Ⅱ。
③该反应的△H               0，△S                 0（填“<”、“>”或“=”）。
④若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是