题目内容
甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1=－116 kJ·mol－1
（1）下列有关上述反应的说法正确的是________。
a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c．保持容器体积不变，升高温度可提高CO的转化率
d．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产量
（2）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。
①在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是 。
②利用图中a点对应的数据，计算该反应在对应温度下的平衡常数K （写出计算过程）。
③在答题卡相应位置上画出：上述反应达到平衡后，减小体系压强至达到新的平衡过程中，正逆反应速率与时间的变化关系图并标注。
（3）已知：CO(g)+
O2(g)=CO2(g) △H2=－283 kJ·mol－1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H3=－242 kJ·mol－1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为 。
（16分）
（1）①a（2分）
②（5分）解：根据图像可知CO的转化率为50%，H2的物质的量为1.5mol，则：
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
各组分的起始浓度/ mol·L－1 1 1.5 0
各组分的变化浓度/ mol·L－1 0.5 1 0.5
各组分的平衡浓度/ mol·L－1 0.5 0.5 0.5（2分）
K=
=
=4L2?mol—2
（3分，K的表达式、代入数据、结果各1分，不带单位不扣分）
③
共4分，分两个给分点：①逆反应速率变化曲线正确，而且标注正确，给2分（曲线起点或曲线平台或标注3要素，3个正确给2分，2个正确给1分，1个正确给0分。）；②正反应速率变化曲线正确，而且标注正确，给2分（曲线起点或曲线平台或标注3要素，3个正确给2分，2个正确给1分，1个正确给0分。）
（3）CH3OH(g)+3/2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) △H=—651kJ?mol—1
（3分，方程式含状态正确1分、反应热2分，单位错漏扣1分）
解析试题分析：（1）由于CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的正反应是气体物质的量减小的方向，随着反应的正向进行，容器内气体总的物质的量逐渐减小，因此恒温、恒容条件下，容器内的压强逐渐减小，当压强不再变化，说明容器内气体总的物质的量保持不变，反应达到平衡，故a正确；氢气的消耗速率和CO得消耗速率都是正反应速率，它们之比始终等于系数之比，缺少逆反应速率，故b错；CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)；△H1=－116 kJ·mol－1，说明正反应是放热反应，升高温度平衡向吸热或逆反应方向移动，则CO的转化率减小，故c错；催化剂不能使平衡移动，可以加快反应速率，因此使用催化剂能缩短达到平衡的时间，但是不能提高CH3OH的产量，故d错；（2）①合成甲醇方向是放热反应，升高温度平衡向吸热或逆反应方向移动，CO的平衡转化率减小，则CO的转化率越小，反应温度越高，图中n(H2)/n(CO)保持不变时，CO的平衡转化率：X>Y>Z，则曲线Z对应的温度是270℃；②读图可得，a点的横坐标n(H2)/n(CO)=1.5，纵坐标CO的平衡转化率为50%，设起始时n(CO)=1mol，则n(H2)=1.5mol，则：
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
各组分的起始浓度/ mol·L－1 1 1.5 0
各组分的变化浓度/ mol·L－1 0.5 1 0.5
各组分的平衡浓度/ mol·L－1 0.5 0.5 0.5
K===4L2?mol—2
③画图要点：a．由于CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的正反应是气体体积减小的方向，增大容器体积减小体系压强时，平衡向气体体积增大或逆反应方向移动，则逆反应速率大于正反应速率；b．由于反应物和生成物均随容器体积增大而减小，则正反应速率和逆反应速率均明显减小；c．达到新平衡之前，逆反应速率逐渐减小，正反应速率逐渐增大，因为平衡向逆反应方向移动，生成物浓度逐渐减小，反应物浓度逐渐增大，但都比原平衡的小；d．达到新平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，但都比原平衡的小；（3）先将已知两个热化学方程式编号为①②③，再根据盖斯定律，由②+③×2—①可得：CH3OH(g)+3/2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) △H=—651kJ?mol—1。
考点：考查化学反应原理，涉及化学平衡的标志、外界条件对平衡移动的影响、、化学平衡常数的计算、放热反应和吸热反应、温度对平衡移动的影响、画出压强对反应速率和平衡移动的图像、盖斯定律、热化学方程式等。
氢气是一种清洁、高效的新型能源。
I.用甲烷制取氢气的反应分为两步，其能量变化如下图所示：
（1）甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是 。
II.在容积为1L的密闭容器内，加入0.1molCO和0.1molH2O，在催化剂存在的条件下高温加热使其反应。测得CO2的浓度随时间变化的图像如图：
（2）在该温度下，从反应开始至达到平衡时，CO的平均反应速率为 ；
（3）该温度下，此反应的化学平衡常数为（可以用分数表示） ；
（4）下列改变中，能使平衡向正反应方向移动的是 。
| A．升高温度 | B．增大压强 |
| C．增大H2O（g）的浓度 | D．减少CO2（g）的浓度 |
合成氨然后再生产尿素是最重要的化工生产。
I．在3个2 L的密闭容器中，在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应：
3H2(g) + N2(g)
2NH3(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下：
| 甲 | 乙 | 丙 | ||
| 反应物投入量 | 3 mol H2、2 mol N2 | 6 mol H2、4mol N2 | 2 mol NH3 | ||
| 达到平衡的时间/min | | 5 | 8 | ||
| 平衡时N2的浓度/mol·L－1 | c1 | 1.5 | | ||
| NH3的体积分数 | ω1 | | ω3 | ||
| 混合气体密度/g·L－1 | ρ1 | ρ2 | |
（1）容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=___________。
（2）在该温度下甲容器中反应的平衡常数K= (用含c1的代数式表示)。
（3）分析上表数据，下列关系正确的是________（填序号）：
a．2c1 > 1.5 b．2ρ1 = ρ2 c．ω3 = ω1
II．工业上用氨气合成尿素（H2NCONH2）的反应在进行时分为如下两步：
第一步：2NH3(l)＋CO2(g)
H2NCOONH4 (l) (氨基甲酸铵) △H1第二步：H2NCOONH4(l)
H2O(l)＋H2NCONH2(l) △H2 （4）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如左下图I所示：
①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第 步反应决定。
②第二步反应的平衡常数K随温度T的变化如右上图II所示，则△H2 0；③若第一步反应升温时氨气浓度增大，请在图II中画出第一步反应K1随温度T变化曲线，并作出必要的标注。
（5）氨和尿素溶液都可以吸收硝工业尾气中的NO、NO2，将其转化为N2。
①尿素与NO、NO2三者等物质的量反应为：CO(NH2)2+NO+NO2 =CO2+2N2+2H2O
该反应中的氧化剂为 （写化学式）。
②已知：N2(g)+O2(g)= 2NO(g) △H ="a" kJ·mol－1
N2(g)+3H2(g)= 2NH3(g) △H2="bkJ·" kJ·mol－1
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H=" c" kJ·mol－1
则4NH3(g) +4NO(g) +O2(g)= 4N2(g)+6H2O(g) △H= 。
③尿素燃料电池结构如下图所示。其工作时负极电极反应式可表示为 。
CO(NH2)2(l)+H2O(g)。
80℃时,2L密闭容器中充入0．40molN2O4,发生反应
N2O4
2NO2 
,获得如下数据: 
下列判断正确的是
| A．升高温度该反应的平衡常数K减小 |
B．20~40s内, |
| C．反应达平衡时,吸收的热量为0．30QkJ |
| D．100s时再通入0．40molN2O4,达新平衡时N2O4的转化率增大 |
CO2(g)+H2(g) （正反应为放热反应），当反应达到平衡时，测得容器中各物质的物质的量均为 n mol。欲使H2的物质的量浓度增大1倍，在其他条件不变时，下列措施可采用的是（ ）