题目内容
(本题共8分)将2molCO2和6molH2充入容积为3L的密闭容器中，在一定温度和压强条件下发生了下列反应：CO2(g)+3H2 (g)
CH3OH(g)+H2O(g) +49.0 kJ。反应在2分钟时达到了平衡。
（1）．用H2与CO2浓度的变化表示该反应的速率，以它们的速率表示反应达到平衡的关系式是_____________________。
（2）．当改变反应的某一个条件，平衡一定向正反应方向移动的是__________。
a．逆反应速率先增大后减少 b．正反应速率先增大后减少
c．某反应物的体积百分含量减小 d．化学平衡常数K值增大
（3）．达到平衡时，改变温度（T）和压强（P），反应混合物中CH3OH的“物质的量分数”变化情况如图所示，关于温度（T）和压强（P）的关系判断正确的是 (填序号)。
| A．P3＞P2T3＞T2 | B．P2＞P4T4＞T2 |
| C．P1＞P3T1＞T3 | D．P1＞P4T2＞T3 |
（1）．3υ(CO2)正=υ(H2)逆，或3υ(CO2) 逆=υ(H2)正 (2分)
（2）．b、d (2分)
（3）．C、D (2分)
（4）．0.25 (2分)
解析
2Z（气）的反应，其X2、Y2、Z的起始浓度依次为0.2mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，当反应达平衡时，浓度分别是a、b、c（mol/L），回答：（本题共8分）
水煤气法制甲醇工艺流程框图如下
(注:除去水蒸气后的水煤气含55～59%的H2，15～18%的CO，11～13%的CO2，少量的H2S、CH4，除去H2S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH4转化成CO，得到CO、CO2和H2的混合气体，是理想的合成甲醇原料气，即可进行甲醇合成)
（1）制水煤气的主要化学反应方程式为：C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g），此反应是吸热反应。① 此反应的化学平衡常数表达式为
；
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是 。
A．加入C（s） B．加入H2O（g） C．升高温度 D．增大压强
（2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：
CH4
(g)+3/2O2 (g)
CO (g)+2H2O (g) +519KJ。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件相同）
① X在T1℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
② Y在T2℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
③ Z在T3℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
已知：T1＞T2＞T3，根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是 （填“X”或“Y”或“Z”），选择的理由是 。
（3）合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔，在催化剂作用下，进行甲醇合成，主要反应是：2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)+181.6kJ。T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入CO、H2，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
|
物质 |
H2 |
CO |
CH3OH |
|
浓度/（mol·L－1） |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
① 比较此时正、逆反应速率的大小：v正 v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。
② 若加入同样多的CO、H2，在T5℃反应，10 min后达到平衡，此时c(H2)＝0.4 mol·L－1、c(CO)＝0.7 mol·L－1、则该时间内反应速率v(CH3OH) ＝ mol·(L·min)－1。
（4）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是 。
（本题共8分）
NO和CO都是有毒的气体，利用催化技术能够将它们转变成无毒的CO2和N2。一定量的NO和CO进行如下反应：2NO+2CO
2CO2+N2，其部分化学平衡常数如下表：
|
T（℃） |
0 |
50 |
100 |
|
K |
0.5 |
1.05 |
2.56 |
根据题意回答（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：
1．若把化学方程式写为NO+CO
CO2+1/2N2，则100℃时，K的值=
。
2．上述反应达到化学平衡后，下列措施能提高NO转化率的是________。
A．选用更有效的催化剂 B．升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度 D．缩小容器的体积
3．若上述反应在容积不变的密闭容器中进行，该可逆反应达到平衡的标志是____
A．气体的密度不再变化
B．单位时间内消耗的CO与生成的CO2的物质的量之比为1︰1
C．气体的压强不再变化
D．各气体的浓度相等
4．某温度下，将0.02 mol的NO和0.02 mol的CO的混合气体充入一装有催化剂的容器中，充分反应后，测得混合气体中CO的体积分数为0.125，则CO的转化率为 。
CH3OH(g)+H2O(g)
+49.0 kJ。反应在2分钟时达到了平衡。