题目内容
甲醇合成反应为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：（1）制备合成气：CH4+H2O（g）?CO+3H2．为解决合成气中H2过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO2：CO2+H2=CO+H2O．为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为
3：1
3：1
．（2）合成甲醇：①反应过程中物质能量变化如右图所示．写出合成甲醇的热化学方程式
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-（b-a）kJ/mol
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-（b-a）kJ/mol
．实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验．将1molCO和2molH2通入容器中，分别恒温在300℃和500℃反应，每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下：（表中数据单位：mol?L-1）
| 10min | 20min | 30min | 40min | 50min | 60min | |
| 300℃ | 0.40 | 0.60 | 0.75 | 0.84 | 0.90 | 0.90 |
| 500℃ | 0.60 | 0.75 | 0.78 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
0.08mol/（L?min）
0.08mol/（L?min）
．③500℃时平衡常数K的数值为
25
25
．④300℃时，将容器的容积压缩到原来的
| 1 |
| 2 |
c、d
c、d
（填字母）．a．c（H2）减小 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（CH3OH）减小．
分析：（1）①CH4+H2O（g）?CO+3H2，②CO2+H2=CO+H2O，③CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），则①×3+②+③×4得3CH4+CO2+2H2O=4CH3OH；
（2）①由图可知合成甲醇的反应热△H=（a-b）kJ/mol，注明物质的状态书写热化学反应方程式；
②300℃时反应开始10分钟内，甲醇浓度为0.4mol/L，计算其反应速率，再利用速率之比等于化学计量数之比计算氢气的反应速率；
③500℃时，CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
开始（mol/L） 1 2 0
转化 0.8 1.6 0.8
平衡 0.2 0.4 0.8
K=生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
④300℃时，将容器的容积压缩到原来的
，压强增大，平衡正向移动，以此分析．
（2）①由图可知合成甲醇的反应热△H=（a-b）kJ/mol，注明物质的状态书写热化学反应方程式；
②300℃时反应开始10分钟内，甲醇浓度为0.4mol/L，计算其反应速率，再利用速率之比等于化学计量数之比计算氢气的反应速率；
③500℃时，CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
开始（mol/L） 1 2 0
转化 0.8 1.6 0.8
平衡 0.2 0.4 0.8
K=生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
④300℃时，将容器的容积压缩到原来的
| 1 |
| 2 |
解答：解：（1）①CH4+H2O（g）?CO+3H2，②CO2+H2=CO+H2O，③CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），则①×3+②+③×4得3CH4+CO2+2H2O=4CH3OH，所以为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为3：1，
故答案为：3：1；
（2）①由图可知合成甲醇的反应热△H=（a-b）kJ/mol，则热化学反应方程式为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-（b-a）kJ/mol，
故答案为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-（b-a）kJ/mol；
②300℃时反应开始10分钟内，甲醇浓度为0.4mol/L，其反应速率为
=0.04mol/（L?min），由速率之比等于化学计量数之比可知氢气的反应速率为0.04mol/（L?min）×2=0.08mol/（L?min），故答案为：0.08mol/（L?min）；
③500℃时，CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
开始（mol/L） 1 2 0
转化 0.8 1.6 0.8
平衡 0.2 0.4 0.8
K=
=25，故答案为：25；
④300℃时，将容器的容积压缩到原来的
，压强增大，平衡正向移动，
a．体积缩小，c（H2）增大，故a错误；
b．压强增大，正反应速率加快，逆反应速率也加快，故b错误；
c．平衡正向移动，则CH3OH的物质的量增加，故c正确；
d．平衡正向移动，氢气的物质的量减少，甲醇的物质的量增加，则重新平衡时c（H2）/c（CH3OH）减小，故d正确；
故答案为：c、d．
故答案为：3：1；
（2）①由图可知合成甲醇的反应热△H=（a-b）kJ/mol，则热化学反应方程式为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-（b-a）kJ/mol，
故答案为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-（b-a）kJ/mol；
②300℃时反应开始10分钟内，甲醇浓度为0.4mol/L，其反应速率为
| 0.4mol/L |
| 10min |
③500℃时，CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
开始（mol/L） 1 2 0
转化 0.8 1.6 0.8
平衡 0.2 0.4 0.8
K=
| 0.8 |
| 0.2×(0.4)2 |
④300℃时，将容器的容积压缩到原来的
| 1 |
| 2 |
a．体积缩小，c（H2）增大，故a错误；
b．压强增大，正反应速率加快，逆反应速率也加快，故b错误；
c．平衡正向移动，则CH3OH的物质的量增加，故c正确；
d．平衡正向移动，氢气的物质的量减少，甲醇的物质的量增加，则重新平衡时c（H2）/c（CH3OH）减小，故d正确；
故答案为：c、d．
点评：本题考查化学平衡的计算及影响因素，注重化学反应速率及化学平衡的考查，明确化学反应速率、化学平衡的影响因素是解答的关键，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
（2009?深圳二模）甲醇合成反应为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）工业上用天然气为原料，分为两阶段：
CH3OH(g)
②300℃时反应开始10分钟内，H2的平均反应速率为__________。
甲醇合成反应为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：
（1）制备合成气：CH4+H2O（g）?CO+3H2．为解决合成气中H2过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO2：CO2+H2=CO+H2O．为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为______．
（2）合成甲醇：①反应过程中物质能量变化如右图所示．写出合成甲醇的热化学方程式______．
实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验．将1molCO和2molH2通入容器中，分别恒温在300℃和500℃反应，每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下：
②300℃时反应开始10分钟内，H2的平均反应速率为______．
③500℃时平衡常数K的数值为______．
④300℃时，将容器的容积压缩到原来的
，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是______（填字母）．
a．c（H2）减小 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（CH3OH）减小．
（1）制备合成气：CH4+H2O（g）?CO+3H2．为解决合成气中H2过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO2：CO2+H2=CO+H2O．为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为______．
（2）合成甲醇：①反应过程中物质能量变化如右图所示．写出合成甲醇的热化学方程式______．
实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验．将1molCO和2molH2通入容器中，分别恒温在300℃和500℃反应，每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下：
| 10min | 20min | 30min | 40min | 50min | 60min | |
| 300℃ | 0.40 | 0.60 | 0.75 | 0.84 | 0.90 | 0.90 |
| 500℃ | 0.60 | 0.75 | 0.78 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
③500℃时平衡常数K的数值为______．
④300℃时，将容器的容积压缩到原来的
，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是______（填字母）．a．c（H2）减小 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（CH3OH）减小．