题目内容
【题目】探索CO2与CH4的反应使其转化为CO和H2，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要意义。回答下列问题
(1)已知：①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1kJ·mol－1
②2H2(g)+CO(g)CH3OH(1) △H2=－128.3kJ·mol－1
③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=－483.6kJ·mol－1
25℃时，在合适的催化剂作用下，采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为______________________。
(2)向某密闭恒容容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①工业生产时一般会选择在P4和1250℃条件下进行反应，请解释其原因______________________。
②在压强为P4、1100℃的条件下，该反应在5min时达到平衡点X，则0-5min内，用CO表示该反应平均速率为___________；该温度下，反应的平衡常数为___________(保留3位有效数字)。
(3)工业上用CO和H2制取甲醇反应方程式为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。对于该合成反应，若通入的CO的物质的量一定，如图为4种投料比[n(CO)︰n(H2)分别为5︰7、10︰17、5︰9、1︰2]时，反应温度对CO平衡转化率的影响曲线。
①曲线b对应的投料比是___________
②当反应在曲线a、b、c对应的投料比下达到相同的平衡转化率时，对应的反应温度和投料比的关系是___________。
③投料比为10︰17反应温度为T1时，平衡混合气体中CO的物质的量分数为___________。
【答案】CH4（g）+
O2（g）
CH3OH（l）△H=-164.0 kJ·mol-1 较大的压强和较高的温度都能加快反应速率，提高生产效率 0.032 mol·L-1·min-1 1.64 5：9 投料比越大，反应温度越低 20.8%
【解析】
根据运用盖斯定律计算和书写热化学方程式；根据转化率运用三段式法进行反应速率、平衡常数和物质的含量相关等。
（1）根据盖斯定律：2①+2②+③得2CH4(g)+O2(g)
2CH3OH(1) △H=2△H1+2△H2+△H3=2×206.1kJ·mol－1 －2×128.3kJ·mol－1－483.6kJ·mol－1=328.0kJ·mol－1，
故答案为：2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(1) △H=328.0kJ·mol－1
(2)①根据图表所示及工业生产需要分析知较大的压强和较高的温度都能加快反应速率，提高生产效率，
故答案为：较大的压强和较高的温度都能加快反应速率，提高生产效率；
②起始时甲烷的浓度为0.1mol·L－1，转化率为80%，则甲烷浓度变化为0.1mol·L－1×80%=0.081mol·L－1，v(CO)=2×v(CH4)=2×
=0.032 mol·L-1·min-1；
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
起始 0.1 0.1 0 0
转化 0.08 0.08 0.16 0.16
平衡 0.02 0.02 0.16 0.16
K=
，
故答案为：0.032 mol·L-1·min-1；1.64；
(3)①由方程式知，投料比n(CO)︰n(H2)越小，CO转化率越高，所以b曲线的投料比是排第二小的是5：9；
②根据图像趋势知投料比越大，反应温度越低，；
③投料比为10︰17对应曲线c，反应温度为T1时，平衡时CO转化率为75%，则
2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
起始 17 10 0
转化 15 7.5 7.5
平衡 2 2.5 7.5
混合气体中CO的物质的量分数为
20.8%；
故答案为：5：9；投料比越大，反应温度越低； 20.8%。
全能测控一本好卷系列答案
【题目】下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是
A | B | C | D | |
实验 | 新制氯水滴入Na2S 溶液中 | 乙醇滴入K2Cr2O7酸性溶液中 | 饱和FeCl3溶液滴入沸水中 | 草酸滴入KMnO4 酸性溶液中 |
现象 | 产生黄色浑浊 | 溶液由橙色变为绿色 | 液体变为红褐色且澄清透明 | 产生无色气体，溶液紫红色褪去 |
A. AB. BC. CD. D