题目内容
【题目】以甲醇为原料制取高纯H2是重要的研究方向。回答下列问题：
（1）甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应。
主反应：CH3OH(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋3H2(g) △H＝＋49kJ·mol－1
副反应：H2(g)＋CO2(g) CO(g)＋H2O(g) △H＝＋41kJ·mol－1
①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，反应的热化学方程式为__________________，既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是_________________________。
②适当增大水醇比[n(H2O)：n(CH3OH)]，有利于甲醇水蒸气重整制氢，理由是___________。
③某温度下，将n(H2O)：n(CH3OH)＝1：1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为p1，反应达到平衡时总压强为p2，则平衡时甲醇的转化率为_________________（忽略副反应）。
（2）工业上常用CH4与水蒸气在一定条件下来制取H2，其反应原理为：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) △H＝＋203kJ·mol－1，在容积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol的CH4和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示。
压强为p1时，在N点：v正_______v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，N点对应温度下该反应的平衡常数K＝________mol2·L－2。
【答案】CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) △H＝+90kJ/mol 升高温度 提高甲醇的转化率，并有利于抑制CO的生成 （p2/p1-1）×100% 大于 48
【解析】
（1）根据盖斯定律确定热化学方程式；再利用三段式进行计算；
（2）根据图像，N点向上移动到60%时，达到平衡状态，正向移动；利用平衡时各物质的浓度根据方程式计算K。
（1）①根据盖斯定律，主反应+副反应即可得到CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) △H＝+90kJ/mol；提高CH3OH平衡转化率需要平衡正向移动，反应为吸热反应，升高温度即可提高反应速率，又可提高甲醇的转化率；
②适当增大水醇比[n(H2O)：n(CH3OH)]，可使副反应逆向移动，减少CO的生成，增大甲醇的转化率；
③ CH3OH(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋3H2(g)
初始：1 1
反应：x x x 3x
平衡：1-x 1-x x 3x
在恒温、恒容密闭中，压强之比等于物质的量之比，2：（2+2x）=p1：p2；解得x=p2/p1-1，甲醇的转化率=x/1×100%=（p2/p1-1）×100%；
（2）根据图像可知，压强为p1时，氢气的体积分数为60%时，反应达到平衡状态，即生成氢气的物质的量增大，平衡正向移动，则v正大于v逆；平衡时氢气的体积分数为60%，则
CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
初始：3 3
反应：x x x 3x
平衡：3-x 3-x x 3x
3x/（6+2x）=60%，解得x=2，平衡时，各物质的浓度分别为1/3mol/L、1/3mol/L、2/3mol/L、2mol/L，K=2/3×23/（1/3×1/3）=48。
【题目】温度为T时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) ΔH＜0，达到平衡时，下列说法不正确的是
容器 编号 | 容器类型 | 起始物质的量 / mol | 平衡时SO3的物质的量 / mol | ||
SO2 | O2 | SO3 | |||
I | 恒温恒容 | 2 | 1 | 0 | 1.8 |
II | 恒温恒压 | 2 | 1 | 0 | a |
III | 绝热恒容 | 0 | 0 | 2 | b |
A. 容器I中SO2的转化率小于容器II中SO2的转化率
B. 容器II的平衡常数大于容器III中的平衡常数
C. 平衡时SO3的物质的量：a＞1.8、b＞1.8
D. 若起始时向容器I中充入0.10 mol SO2(g)、0.20mol O2(g)和2.0 mol SO3(g)，则此时v正＜v逆
