题目内容
“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是：C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)?131.4 kJ。
（1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g／L，用H2O表示0～5miin的平均反应速率为_________________________。
（2）能说明该反应已达到平衡状态的是________（选填编号）。
a．v正 (C)= v逆(H2O) b．容器中CO的体积分数保持不变
c．c(H2)=c(CO) d．炭的质量保持不变
（3）若上述反应在t0时刻达到平衡(如图)，在t1时刻改变某一条件，请在右图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化：
①缩小容器体积，t2时到达平衡(用实线表示)；
②t3时平衡常数K值变大，t4到达平衡(用虚线表示)。
（4）在一定条件下用CO和H2经如下两步反应制得甲酸甲酯：
①CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ②CO(g) + CH3OH(g)HCOOCH3(g)
①反应①中CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是 。
②已知反应①中CO的转化率为80%，反应②中两种反应物的转化率均为85%，则5.04kgCO最多可制得甲酸甲酯 kg。
CO(g)+H2(g)?131.4 kJ。（1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g／L，用H2O表示0～5miin的平均反应速率为_________________________。
（2）能说明该反应已达到平衡状态的是________（选填编号）。
a．v正 (C)= v逆(H2O) b．容器中CO的体积分数保持不变
c．c(H2)=c(CO) d．炭的质量保持不变
（3）若上述反应在t0时刻达到平衡(如图)，在t1时刻改变某一条件，请在右图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化：
①缩小容器体积，t2时到达平衡(用实线表示)；
②t3时平衡常数K值变大，t4到达平衡(用虚线表示)。
（4）在一定条件下用CO和H2经如下两步反应制得甲酸甲酯：
①CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) ②CO(g) + CH3OH(g)HCOOCH3(g)①反应①中CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是 。
②已知反应①中CO的转化率为80%，反应②中两种反应物的转化率均为85%，则5.04kgCO最多可制得甲酸甲酯 kg。
(本题共10分)（1）0.002mol/(L·min)(2分) （2）b、d(2分)
（3）（图略，合理给分）①t1时突增的u正渐增至t2时保持不变；②t3时突增的u正渐减至t4时保持不变(各1分)
（4）①降温、加压；将甲醇从混合体系中分离出来(2分)②4.08(2分)
（3）（图略，合理给分）①t1时突增的u正渐增至t2时保持不变；②t3时突增的u正渐减至t4时保持不变(各1分)
（4）①降温、加压；将甲醇从混合体系中分离出来(2分)②4.08(2分)
试题分析：（1）5min后容器内气体的密度增大了0.12g／L，因此气体的质量增加了0.12g/L×3L＝0.36g，根据方程式可知：C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) △m↑1mol 12g
0.03mol 0.36g
所以消耗水蒸气的物质的量浓度是0.03mol÷3L＝0.01mol/L，因此用H2O表示0～5miin的平均反应速率为0.01mol/L÷5min＝0.002mol/(L·min)。
（2）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。a．碳是固体，不能用来表示，a不正确；b．容器中CO的体积分数保持不变，说明反应得到平衡状态，b正确；c．c(H2)=c(CO)，但没有指明反应的方向，所以可逆反应不一定达到平衡状态，c不正确；d．炭的质量保持不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，d正确，答案选bd。
（3）①缩小容器体积，压强增大，反应速率增大。正方应是体积增大的可逆反应，所以平衡向逆反应方向移动，即正反应速率逐渐增大到锌平衡，因此曲线可以表示为
。②t3时平衡常数K值变大，说明平衡向正反应方向移动。正方应是吸热反应，所以改变的条件是升高温度，因此正反应速率增大，然后逐渐减小到新平衡状态，所以曲线可以表示为
。（4） ①根据图像可知，在压强相同时，温度越高，CO的转化率越低，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此正方应是放热反应。温度相同时，压强越大，CO的转化率越高，所以为提高CO的转化率可采取的措施是降温、加压或将甲醇从混合体系中分离出来。
②5.04kgCO的物质的量是5040g÷28g/mol＝180mol。设参加反应①的CO物质的量是x，则参加反应②的CO物质的量是180mol－x。反应①中CO的转化率为80%，则反应中生成的甲醇物质的量是0.8x。在反应②中两种反应物的转化率均为85%，则0.8x×0.85＝(180mol－x)×0.85，解得x＝100mol，所以实际生成的甲酸甲酯的物质的量是0.8x×0.85＝68mol，其质量是68mol×60g/mol＝4080g＝4.08kg。
练习册系列答案
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CO2(g)+H2(g)某研究小组分别在体积均为2L的恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其发生反应，相关数据如下：
=__________。
随温度（T）、压强（P）和时间（t）的变化曲线如图所示。请回答下列问题：
、
、
，则三者大小关系为______________。
________
（填“＞”、“=”或“＜”），则HCOO-的水解平衡常数（Kh）可近似表示为______________（用含a的代数式表示）。
b.
c.
d.
qZ(g)+pW(s)的ΔH＜0，m+n>q，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法一定正确的是
2SO3(g) +Q
N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝a kJ/mol
2SO3，该反应正反应是放热反应，下列说法不正确的是（ ）
Cr2O72－(橙色) + H2O