摘要：6．6.5g
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二甲醚和甲醇被称为21世纪的新型燃料，以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如图1：
I：（1）在一定条件下，容积为 100L密闭容器中发生反应：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）；△H＞0
将1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入该密闭容器 l0min时有0.1mol CO生成，则10min内该反应的平均速率v（H2）
（2）在压强为0.1MPa条件下，容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图2．
①该反应的△H
②100℃时该反应的平衡常数K=
（用含a、V的代数式表示）．
③在温度容积不变的情况下，向该密闭容器再增加a mol CO与 2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率
④在某温度下，向一个容积不变的密闭容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2反应生成CH3OH（g），达到平衡时CO的转化率为90%，此时容器内的压强为开始时的
II：某温度下，向密闭容器中充入2.0mol CO和1.0mol H2O，发生反应：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）．CO的转化率随时间变化关系如图2，回答下列问题：
（1）如果一个可逆反应的平衡常数K值很大，下列说法正确的是
A．该反应的反应物混合后很不稳定
B．该反应一旦发生将在很短的时间内完成
C．该反应达平衡时至少有一种反应物的百分含量很小
D．该反应一定是放热反应 E．该反应使用催化剂意义不大
（2）t2时刻向平衡体系中再通入1.0mol H2O（g），请在原坐标图3中将改变这一条件后CO的转化率的变化结果表示出来．
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I：（1）在一定条件下，容积为 100L密闭容器中发生反应：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）；△H＞0
将1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入该密闭容器 l0min时有0.1mol CO生成，则10min内该反应的平均速率v（H2）
0.0003mo1?L-1?min-1
0.0003mo1?L-1?min-1
．（2）在压强为0.1MPa条件下，容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图2．
①该反应的△H
＜
＜
0 （填“＜”、“＞”或“=”）．②100℃时该反应的平衡常数K=
| V2 |
| a2 |
| V2 |
| a2 |
③在温度容积不变的情况下，向该密闭容器再增加a mol CO与 2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率
增大
增大
（填“增大”、“减小”或“不变”）．平衡常数不变
不变
（填“增大”、“减小”或“不变”）④在某温度下，向一个容积不变的密闭容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2反应生成CH3OH（g），达到平衡时CO的转化率为90%，此时容器内的压强为开始时的
0.55
0.55
倍．II：某温度下，向密闭容器中充入2.0mol CO和1.0mol H2O，发生反应：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）．CO的转化率随时间变化关系如图2，回答下列问题：
（1）如果一个可逆反应的平衡常数K值很大，下列说法正确的是
C
C
（填字母）．A．该反应的反应物混合后很不稳定
B．该反应一旦发生将在很短的时间内完成
C．该反应达平衡时至少有一种反应物的百分含量很小
D．该反应一定是放热反应 E．该反应使用催化剂意义不大
（2）t2时刻向平衡体系中再通入1.0mol H2O（g），请在原坐标图3中将改变这一条件后CO的转化率的变化结果表示出来．
室温时将H2S、O2和N2的混合气体120mL点燃后反应至完全，恢复至室温测得剩余气体的体积为60mL．则原混合气体中硫化氢和氧气的体积比不可能为（ ）
| A、1：1 | B、1：2 | C、2：3 | D、4：3 |
羟醛缩合反应在有机合成中颇为重要，绿色催化剂的固体铌酸倍受研究者关注．铌酸具有较高的催化活性及稳定性．反应原理如下：
实验方法是在25mL烧瓶中加入铌酸．10mL甲醇和0.5mL甲醛，在回流状态下反应2h，反应的产率和转化率均非常高．
（1）采用回流反应2h的目的是 ．
（2）在反应中甲醇需过量，其原因是 ．
（3）不同铌酸用量对产率和转化率影响，如下表：
在上述苯甲醛与甲醇缩合反应实验中催化剂铌酸的最佳用量为 ．
（4）催化剂的回收利用性能是考察催化剂的一项极为重要的指标．铌酸催化剂循环使用次数对产率的影响如图，这说明铌酸催化剂的优点之一是 ．
从表中得出的不同的醛与甲醇缩合反应影响转化率和产率的规律是 ．
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实验方法是在25mL烧瓶中加入铌酸．10mL甲醇和0.5mL甲醛，在回流状态下反应2h，反应的产率和转化率均非常高．
（1）采用回流反应2h的目的是
（2）在反应中甲醇需过量，其原因是
（3）不同铌酸用量对产率和转化率影响，如下表：
| 铌酸用量/mol | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.05 | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.6 |
| 产率% | 87.3 | 88.2 | 90.3 | 94.2 | 92.9 | 93.1 | 91.8 | 92.3 |
| 转化率% | 89.7 | 92.1 | 93.9 | 98.9 | 94.9 | 95.7 | 93.9 | 94.3 |
（4）催化剂的回收利用性能是考察催化剂的一项极为重要的指标．铌酸催化剂循环使用次数对产率的影响如图，这说明铌酸催化剂的优点之一是
| 序号 | 醛 | 醇 | 转化率% | 产率% |
| 1 | 邻羟基苯甲醛 | 甲醇 | 94.3 | 89.6 |
| 2 | 对羟基苯甲醛 | 甲醇 | 93.6 | 88.7 |
| 3 | 邻氯苯甲醛 | 甲醇 | 93.1 | 87.3 |
| 4 | 间硝基苯甲醛 | 甲醇 | 54.2 | 34.1 |
| 5 | 邻硝基苯甲醛 | 甲醇 | 89.9 | 79.5 |
| 6 | 对硝基苯甲醛 | 甲醇 | 65.7 | 41.9 |
甲醇是一种很好的燃料，工业上用CH4和H2O（g）为原料，通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇．请回答下列问题：（1）将1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入反应室（容积为100L）中，在一定条件下发生反应：
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）（Ⅰ）
CH4的转化率与温度、压强的关系如图1所示．
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为
0.0030mol?L-1?min-1
0.0030mol?L-1?min-1
．②图中的p1
＜
＜
p2（填“＜”、“＞”或“=”），100℃时的平衡常数为2.25×10-4
2.25×10-4
．③该反应的△H
＞
＞
0，△S＞
＞
0（填“＜”、“＞”或“=”）．（2）在压强为0.1MPa条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：
CO（g）+2H2（g）?△H＜0 （Ⅱ）
①若容器的容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是
BD
BD
（填序号）．A．升高温度
B．将CH3OH（g）从体系中分离出来
C．恒容下充入He，使体系的总压强增大
D．再充入a mol CO和3a mol H2
②为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在了下面的实验设计表中．
| 实验编号 | T（℃） | n（CO）/n（H2） | ρ（MPa） | ||
| 1 | 150 |
|
0.1 | ||
| 2 | n |
|
5 | ||
| 3 | 350 | m | 5 |
150
150
，m=| 1 |
| 3 |
| 1 |
| 3 |
b．根据反应Ⅱ的特点，如图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线，请指明图2中的压强px=
0.1
0.1
MPa．