题目内容
【题目】(1)以甲醇为原料制取高纯H2具有重要的应用价值。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应：
主反应：
H=+49kJmol-1
副反应：
H=+41kJmol-1
①甲醇蒸气在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，则该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分析适当增大水醇比
对甲醇水蒸气重整制氢的好处是__________。
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，反应达平衡时总压强为P2，则平衡时甲醇的转化率为________________(忽略副反应，用含P1、P2的式子表示)。
(2)工业上用CH4与水蒸气在一定条件下制取H2，原理为：
H=+203kJmol-1
①该反应逆反应速率表达式为：v逆=k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如下表：
c(CO)/mol·L－1 | c(H2)/mol·L－1 | v逆/mol·L－1·min－1 |
0.05 | c1 | 4.8 |
c2 | c1 | 19.2 |
c2 | 0.15 | 8.1 |
由上述数据可得该温度下，该反应的逆反应速率常数k为_________L3·mol－3·min－1。
②在体积为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的体积分数与温度关系如图所示：N点v正____________M点v逆(填“大于”或“小于”)；Q点对应温度下该反应的平衡常数K=_______________mol2·L－2。平衡后再向容器中加入1molCH4和1molCO，平衡向_____________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
【答案】
H =+90 kJ·mol－1 升温 提高甲醇的利用率，有利于抑制CO的生成或抑制副反应发生 
1.2×104 小于 48 正反应
【解析】
利用已知的两个反应，依据盖斯定律，可求出甲醇蒸气在催化剂作用下裂解生成H2和CO的热化学方程式；分析浓度变化对热化学方程式 H =+90 kJ·mol－1的速率和CH3OH平衡转化率的影响，从而确定改变的反应条件；适当增大水醇比
，即考虑主反应的的产率，又考虑对副反应产物的影响，从而得出这样操作的好处；利用n(H2O)：n(CH3OH)=1：1，建立三段式，求出甲醇的物质的量的变化量，从而平衡时甲醇的转化率。利用表中数据及公式v逆=k·c(CO)·c3(H2)求出c2，再代入公式求出k。利用已知条件“在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol的CH4和水蒸气”，建立三段式，利用H2的平衡体积分数为60%，求出CH4的物质的量浓度，从而求出Q点对应温度下该反应的平衡常数K；平衡后再向容器中加入1molCH4和1molCO，求出浓度商，与平衡常数进行比较，从而确定平衡移动的方向。
。
(1)主反应：
H=+49kJmol- ①
副反应：
H=+41kJmol-1 ②
①利用盖斯定律，将①+②得：甲醇蒸气在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，则该反应的热化学方程式为 H =+90 kJ·mol－1，加快反应速率需增大浓度、压强、升高温度、加入催化剂等，但增大浓度、压强、加入催化剂都不能提高CH3OH平衡转化率，所以既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是升温。答案为： H =+90 kJ·mol－1；升温；
②适当增大水醇比，可增加主反应中CH3OH的平衡转化率，同时对副反应起抑制作用，所以对甲醇水蒸气重整制氢的好处是提高甲醇的利用率，有利于抑制CO的生成或抑制副反应发生。答案为：提高甲醇的利用率，有利于抑制CO的生成或抑制副反应发生；
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，此时设n(H2O)=n(CH3OH)=1mol，甲醇的物质的量的变化量为x，建立以下三段式：
，x=
mol，则平衡时甲醇的转化率为
=。答案为：；
(2)①依据v逆可得：
②从图中可以看出，M点时温度高于N点，所以N点v正小于M点v逆；Q点对应温度为T3，此时H2的平衡体积分数为60%，设参加反应的CH4的物质的量浓度为y，由题给数据可建立以下三段式：
，y=
mol/L，该反应的平衡常数K=
mol2·L－2=48mol2·L－2。平衡后再向容器中加入1molCH4和1molCO，此时浓度商Q=
mol2·L－2=36 mol2·L－2<48 mol2·L－2，所以平衡向正反应方向移动。答案为：小于；48；正反应。
【题目】氢气还原 NO 的反应为
。
(1)
的电子式为________。
(2)已知几种共价键的键能如下:
共价键 | H-H |
| N-O | H-O |
键能/( | 436 | 946 |
| 464 |
根据上述数据计算，NO的键能
=___________。
(3)
的反应速率表达式为
(
为正反应速率常数，只与温度有关。
和
为反应级数，取最简正整数)。
为了探究一定温度下 NO、
的浓度对反应速率的影响，测得实验数据如下：
序号 |
|
|
|
Ⅰ | 0.10 | 0.10 | 0.414 |
Ⅱ | 0.10 | 0.20 | 0.828 |
Ⅲ | 0.30 | 0.10 | 3.726 |
①中，=____，=______。
②经研究，有人提出上述反应分两步进行：
；
。
化学总反应由较慢的一步反应决定。
上述反应中，(a)反应较慢，(a)正反应活化能________(填“大于”“小于”或“等于”)(b)正反应活化能。
③1889年，瑞典化学家阿伦尼乌斯根据实验结果，提出了温度与反应速率常数关系的经验公式：
[
为反应速率常数，
为比例常数，
为自然对数的底数，
为气体摩尔常数，
为开尔文温度，
为活化能
]。反应达到平衡后，升高温度，正反应速率常数增大的倍数_____(填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率常数增大的倍数。
(4)一定温度下，在2 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)、
发生上述反应，混合气体压强随着时间变化关系如图所示。
①05 min 内
的平均速率 
=___________________
。
②该温度下，上述反应的平衡常数=________________
。
③其他条件不变，在10min时向反应体系中再充入1mol NO、
，达到新平衡时NO的平衡转化率 ________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)工业上，可以采用电化学方法处理NO。以惰性材料为电极，以硝酸铵溶液为电解质溶液并补充
，电解反应为
。电解过程中，阳极的电极反应式为_______________________。
