题目内容
甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO ( g ) + 2H2 ( g ) 
CH3OH ( g ) △H＝-90.8 kJ·mol－1 在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH2，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态A 时，容器的体积为20 L。
（1）该反应的化学平衡常数表达式为 。
（2）如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2，则在平衡状态B时容器的体积V（B）= L。
（3）关于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在化学平衡状态时的描述正确的是 （填字母）。
A．CO的含量保持不变 B．容器中CH3OH浓度与CO浓度相等
C．2V正（CH3OH）=V正（H2）D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（4）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，按照相同的物质的量 投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是 。
A．温度：T1 < T2 <T3
B．正反应速率：ν（a）>ν（c）； ν（b）>ν（d）
C．平衡常数： K(a) ="K(c)" ； K(b) >K(d)
D．平均摩尔质量：M(a)<M(c)； M(b)>M(d)
（5）已知CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g） △H=" +" 41.3 kJ·mol－1，试写出由
CO2和H2制取甲醇的热化学方程式 。
（1）K=C(CH3OH)/C2(H2)?C(CO) （2）4 （3）A C D （4） A
（5）CO2(g) +3H2(g) 
CH3OH(g) +H2O(g) △H=-49.5 kJ·mol－1
解析试题分析：（1）根据平衡常数的定义可得到该反应的化学平衡常数的表达式为K==C(CH3OH)/C2(H2)?C(CO)。（2）若密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH2，当达到平衡状态A 时，CO的转化率为0.5，此时各物质的物质的量为CO为5mol；H2为10mol; CH3OH为5mol。n(气体)=20mol,容器的体积为20 L。如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2，在达到平衡状态B时CO的转化率为0.8，则此时各物质的物质的量为CO为2mol,H2为4mol, CH3OH为8mol。n(气体)=14mol。由于A、B是在相同温度下程度的。所以化学平衡常数不变设第二次达到平衡时容器的体积为V。则
，解得v=4（L）。(3) A．CO的含量保持不变，则各组分的物质的量，总物质的量不变。可逆反应达到平衡状态。正确。B.容器中CH3OH浓度与CO浓度相等，这只是一个很特殊的情况，这时反应可能达到平衡，也可能未达到平衡状态。错误。C．在任何时刻2V正（CH3OH）=V正（H2），若2V正（CH3OH）=V逆（H2），则V正（H2）=V逆（H2），反应达到平衡。正确。D．由于该反应是个反应前后气体体积不等的反应，如果反应未达到平衡，则气体的物质的量就会发生改变，混合气体的平均相对分子质量也就会随着改变。若容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变，则气体的物质的量不变。故反应达到平衡状态。正确。（4）A.由于该反应的正反应是放热反应，所以在其它条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，也就是向逆反应方向移动，这时反应物的转化率降低。因为CO的平衡转化率a>b>c，所以温度：T1 < T2 <T3。正确。B.在其它条件不变时，升高温度，化学反应速率加快。由于温度T1 < T2 <T3，所以速率：ν（c）>ν（a）；在其它条件相同时，增大压强，化学反应速率加快。由于压强b>d，所以速率：ν（b）>ν（d）.错误。C.化学 平衡常数只与温度有关，与其它条件无关。由于温度T1 < T2 <T3。升高温度，平衡向逆反应方向移动，K减小。K(a) >K(c) ； K(b) =K(d)。错误。D．升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡时气体的物质的量增大，气体的平均摩尔质量减小。由于温度T1 < T3，所以平衡时n(c)总> n(a)总,M(a)>M(c)；在相同的温度下，增大压强，平衡正向移动，平衡时气体的物质的量减小。所以平衡时n(d)总> n(b)总,M(b)>M(d).错误。（5）将CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） △H=" +" 41.3 kJ/mol和 CO ( g ) + 2H2 ( g ) CH3OH ( g ) △H＝-90.8 kJ/mol相加可得CO2和H2制取甲醇的热化学方程式：CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) △H=-49.5 kJ/mol.
考点：考查化学平衡常数的表达式、热化学方程式的书写及平衡状态的判断、外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响等知识。
轻松暑假总复习系列答案
2CO2(g)+ N2(g)。△H＜0
N2O4(g) △H＝－56.9 kJ/mol 
2N2(g) + 3H2O(g)。
H++CN－电离的ΔH为 kJ·mol－1
2CO2 (g) +N2 (g)在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。据此判断：
=－867kJ·mol－1
N2O4(g) 
O2(g)＝CO(g) 
="-111.0" KJ·mol-1
Sx（s） △H＝akJ/mol
Sx（s） △H＝bkJ/mol。
2SO3（g） △H＜0中SO2的转化率是控制SO2排放的关键措施之一。某课外活动小组进行了如下探究：
2SO3（g）反应的影响，实验结果如图所示。（图中T表示温度，n表示物质的量）：在a、b、c三点所处的平衡状态中，SO2的转化率最高的是____，温度T1______T2（填“＞”“＜”或“＝”）。
化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。请回答下列问题：
（1）已知C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)，则该反应的平衡常数表达式为 。
（2）已知在一定温度下，
C（s）+CO2（g） 2CO（g） △H1
CO（g）+H2O（g） H2（g）+CO2（g） △H2
C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g） △H3
则△H1、△H2、△H3之间的关系是： 。
（3）通过研究不同温度下平衡常数可以解决某些实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应时，会发生如下反应： CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如表所示。
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
则该反应的正反应方向是 反应（填“吸热”或“放热”），在500℃时，若设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，则CO的平衡转化率为 。
（4）从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。对反应N2O4(g)
2NO2(g) △H＞0在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ：
A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
D．由状态A到状态B，可以用加热的方法
E．A、C两点的化学平衡常数：A=C
（5）工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2，再用下图装置电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4（阴离子交换膜只永许阴离子通过），阳极电极反应式为： ，阳极区逸出气体的成分为 （填化学式）。
硫酸盐主要来自地层矿物质，多以硫酸钙、硫酸镁的形态存在。
（1）已知：①Na2SO4(s)=Na2S(s)+2O2(g) ； ΔH1=" +1011.0" kJ · mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ； ΔH2=－393.5 kJ · mol-1
③2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ；ΔH3=－221.0 kJ · mol-1
则反应④Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g)；ΔH4= kJ · mol-1，该反应能自发进行的原因是 ；工业上制备Na2S不用反应①，而用反应④的理由是 。
（2）已知不同温度下2SO2+O2
2SO3的平衡常数见下表。
| 温度（℃） | 527 | 758 | 927 |
| 平衡常数 | 784 | 1.0 | 0.04 |
1233℃时，CaSO4热解所得气体的主要成分是SO2和O2，而不是SO3的原因是 。
（3）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是 。
②将上述反应获得的SO2通入含PtCl42-的酸性溶液，可还原出Pt，则反应的离子方程式是 。
③由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图，则正极的电极反应式为 。
