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    （I）下列反应在210℃达到平衡：
    PCl5（气）PCl3（气）+Cl2（气）；△H＞0     K=1            ①
    CO（气）+Cl2（气）COCl2（气）；△H＜0     K=5×104        ②
    COCl2（气）CO（气）+Cl2（气）；△H＞0③
    （1）反应②和反应③的K值表达式______；（填“相同”或“不同”）
    （2）降低Cl2浓度，反应③的K值______；（填“增大”、“减少”或“不变”）
    （3）要使反应①和反应②的K值相等，应采取的措施是______
    （a）反应①、反应②同时升高温度
    （b）反应①、反应②同时降低温度
    （c）反应①降低温度，反应②维持210℃
    （Ⅱ）（10分）现将水蒸汽和CO气体分别通入到体积为1L的恒容密闭容器中进行反应．H2O（g）+CO（g） CO2（g）+H2（g）；△H．得到以下三组数据，据此回答下列问题：
    实验组温度起始量平衡量达到平衡所需时间
    H2OCOH2CO2
    1650℃1mol2mol0.8mol0.8mol5min
    2900℃0.5mol1mol0.2mol0.2mol3min
    3900℃a molb molc mold molt
    （1）由以上数据，实验1中以v（CO2）表示的反应速率为______mol?L-1?min-1；
    （2）比较该反应实验1和实验2中CO的转化率：a1______ a2；该反应的反应热△H______0；（两空填“＞”、“=”或“＜”）
    （3）若实验3要达到与实验2等效的平衡状态，且t＜3min，则a、b应满足的关系是______，实验3条件时反应的平衡常数为______；
    （4）900℃时，若要重新达到平衡，使c（CO2）/c（CO）比值变小，在其他条件不变时，可采取的措施有（填字母）______．
    A．使用高效催化剂   B．增大H2浓度   C．升高温度    D．缩小容器体积．
    【答案】分析：（Ⅰ）（1）平衡常数为生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，以此来比较二个反应的平衡常数是否相同；
    （2）平衡常数只与温度有关，与其他因素无关；
    （3）根据反应的吸热或放热特点，改变温度使平衡向某一方向移动，可改变平衡常数的大小；
    （Ⅱ）（1）利用化学反应速率的计算公式计算；
    （2）利用转化率与消耗量和起始量的关系计算并判断反应热；
    （3）从等效平衡的角度分析；
    （4）若使c（CO2）/c（CO）比值变小，可使平衡向逆反应方向移动．
    解答：解：（Ⅰ）（1）反应②③为相反的反应，K互为倒数关系，二者不同，故答案为：不同   
    （2）平衡常数只与温度有关，与其他因素无关，故答案为：不变  
    （3）要使反应①和反应②的K值相等，
    （a）反应①、反应②同时升高温度，则①反应平衡右移，②反应平衡左移，K可能相等，故正确；
    （b）反应①、反应②同时降低温度，则①反应平衡左移，K减小，②反应平衡右移，K增大，二者不可能相等，故错误；
    （c）反应①降低温度，则①反应平衡左移，K减小，反应②维持210℃，二者不可能相等，故错误．
    故答案为：a；
    （Ⅱ）（1）v（CO2）==0.16mol/（L?min），故答案为：0.16；
     （2）实验1中CO的转化率为=40%，实验2中CO的转化率为=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，该反应放热，故答案为：＞；＜；
    （3）若实验3要达到与实验2等效的平衡状态，则所加入物质的物质的量之比等于初始原料的配比数，即b=2a，因
    t＜3min，说明反应速率增大，反应物浓度增大，所以有b＞1，
    实验2和实验3反应温度相等，则反应的平衡常数相等，可根据实验2计算平衡常数，
              H2O（g）+CO（g） CO2（g）+H2（g）
    初始 0.5mol/L    1mol/L              0       0
    转化 0.2mol/L   0.2mol/l         0.2mol/l    0.2mol/l
    平衡 0.3mol/L   0.8mol/L         0.2mol/l    0.2mol/l 
    K==0.167 
    故答案为：b=2a＞l （或a＞0.5，b=2a；或b＞1，b=2a）；0.167；
    （4）若使c（CO2）/c（CO）比值变小，可使平衡向逆反应方向移动，采取的措施可以是升高温度或增大生成物的浓度等措施，故答案为：B、C．
    点评：本题考查化学平衡和化学反应速率等知识，做题时注意把握影响平衡移动的因素以及平衡常数的有关计算，此为化学平衡常考查问题．
    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    甲醇被称为21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1.0mol CH4和2.0mol 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的平衡转化率与温度、压强的关系如图1．①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均速率为
    0.0030mol?L-1?min-1
    0.0030mol?L-1?min-1
    ．
    ②图中的P1
    ＜
    ＜
    P2（填“＜”、“＞”或“=”），100℃时平衡常数的值为
    2.25×10-4
    2.25×10-4
    ．
    ③在其它条件不变的情况下降低温度，逆反应速率将
    减小
    减小
    （填“增大”“减小”或“不变”）．
    （2）在压强为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
    BD
    BD
    ．
    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
    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表中．
    实验编号 T（℃） n（CO）/n（H2） P（MPa）
    i 150
    1
    3
    		 0.1
    ii
    150
    150
    1
    3
    1
    3
    		 5
    iii 350
    1
    3
    1
    3
    		 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（如图2），并标明各曲线的压强．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    随着环保意识的增强，清洁能源越来越受人们关注．
    （1）氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源．
    ①硫-碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
    I．SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HIⅡ．2HI
    通电
    H2+I2Ⅲ．2H2SO4=2SO2+O2+2H2O
    分析上述反应，下列判断正确的是
    c
    c
    （填序号，下同）．
    a．反应Ⅲ易在常温下进行    b．反应I中SO2氧化性比HI强
    c．循环过程中需补充H2O    d．循环过程中产生l mol O2的同时产生1mol H2
    ②利用甲烷与水反应制备氢气，因原料价廉产氢率高，具有实用推广价值，已知该反应为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ?mol-1若800℃时，反应的平衡常数K1=1.0，某时刻测得该温度下，密闭容器中各物质的物质的量浓度分别为：c（CH4）=3.0mol?L-1；c（H2O）=8.5mol?L-1；c（CO）=2.0mol?L-1；c（H2）=2.0mol?L-1，则此时正逆反应速率的关系是v正
    ＞
    ＞
    v逆．（填“＞”、“＜”或“=”）
    ③实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡
    向右
    向右
    移动（填“向左”、“向右”或“不”）；若加入少量下列固体试剂中的
    b
    b
    ，产生H2的速率将增大．
    a．NaNO3    b．CuSO4　    c．Na2SO4    d．NaHSO3
    （2）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO（g）+2H2（g）
    加热
    CH3OH（g）分析该反应并回答下列问题：
    ①下列各项中，不能说明该反应已达到平衡的是
    d
    d
    ．
    a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化
    b．一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
    c．一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
    d．一定条件下，单位时间内消耗1mol CO，同时生成l mol CH3OH
    ②如图甲是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
    ＞
    ＞
     K2．（填“＞”、“＜”或“=”）
    ③已知甲醇燃料电池的工作原理如图乙所示．

    ①该电池工作时，b口通入的物质为
    CH3OH
    CH3OH
    ，该电池正极的电极反应式为：
    O2+4e-+4H+=2H2O
    O2+4e-+4H+=2H2O
    ，工作一段时间后，当6.4g甲醇（CH3OH）完全反应生成CO2时，有
    1.2
    1.2
    mol电子发生转移．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上用CH4和H2O为原料通过下列反应①和②，来制备甲醇。

    ①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)  DH1

    ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  DH2

        将0.20 mol CH4和0.30 mol H2O(g)通入容积为10 L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。

    ⑴温度不变，缩小体积，①的逆反应速率      (填“增大”、“减小”或“不变”)。

        ⑵反应①的DH1       0(填“＜”“=”或“＞”)100°C时的平衡常数值K=      。

        ⑶在压强为0.1Mpa条件下，将amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下进行反应②再生成甲醇。为了发寻找合成甲醇的适宜的温度和压强，某同学设计了二组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在空格中填入剩余的实验条件数据。

    实验编号

    T(°C)

    n(CO)/n(H2)

    p(MPa)

    I

    150

    1/3

    0.1

    II

    5

    III

    350

    5

        300°C时，其他条件不变，将容器的容积压缩到原来的1/2，对平衡体系产生的影响是(填字母)（     ）

                A．c(H2)减少                                     B．正反应速率加快，逆反应速率减慢

                C．CH3OH的物质的量增加              D．重新平衡时c(H2)/c(CH2OH)减小

        ⑷已知在常温常压下：

           ①2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(g)DH=-1275.6 kJ·mol－1

    ②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)  DH=-556.0 kJ·mol－1

    ③H2O(g)=H2O(l)DH=-44.0 kJ·mol－1

    写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳的液态水的热化学方程式                 。

        ⑸某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如右图所示的电池装置。

        ①该电池正极的电极反应为                       。

    ②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为

                                     。

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （14分）甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。①CH4（g）＋H2O （g） CO（g）＋3H2（g）   △H1    ②CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） △H2  将0．2mol CH4和0．3mol H2O（g）通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH4的转化率与温度．压强的关系如图所示：

    （1）温度不变，缩小体积，增大压强，①的反应速率             （填“增大”．“减小”．“不变”），平衡向           方向移动。

    （2）反应①的△H1       0，（填“﹤”“﹦”“﹥”），其平衡常数表达式为K=               ，100℃，压强为p1时平衡常数的值是                。

    （3）在压强为0．1Mpa条件下，将a mol CO与3a molH2的混合气体在催化剂作用下进行反应②。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

    （4）近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过，其工作原理示意图如下：

    请回答

    ①Pt（a）电极的电极反应式为                                           

    ②如果该电池工作时电路中通过2mol电子则消耗的CH3OH有          mol。

     

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    科目：高中化学 来源：2010-2011学年山东省高三第一次模拟测试试题理综化学试卷 题型：填空题

    （14分）甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。①CH4（g）＋H2O （g） CO（g）＋3H2（g）   △H1    ②CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g） △H2  将0．2mol CH4和0．3mol H2O（g）通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH4的转化率与温度．压强的关系如图所示：

    （1）温度不变，缩小体积，增大压强，①的反应速率              （填“增大”．“减小”．“不变”），平衡向            方向移动。

    （2）反应①的△H1        0，（填“﹤”“﹦”“﹥”），其平衡常数表达式为K=                ，100℃，压强为p1时平衡常数的值是                 。

    （3）在压强为0．1Mpa条件下，将a mol CO与3a molH2的混合气体在催化剂作用下进行反应②。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

    （4）近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过，其工作原理示意图如下：

    请回答

    ①Pt（a）电极的电极反应式为                                            

    ②如果该电池工作时电路中通过2mol电子则消耗的CH3OH有           mol。

     

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