题目内容
工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H
（1）判断反应达到平衡状态的依据是
a． 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
b． 混合气体的密度不变
c． 混合气体的相对平均分子质量不变
d． CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
（2）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．
①由表中数据判断△H
②要提高CO的转化率，可以采取的措施是
a．升温 b．加入催化剂 c．增加CO的浓度
d．加入H2加压 e．加入惰性气体加压 f．分离出甲醇
③某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为
（3）图1表示在温度分别为T1、T2时，平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A
（4）一定条件下，0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出QKJ的热量．写出该反应的热化学方程式
（1）判断反应达到平衡状态的依据是
cd
cd
（填序号）．a． 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
b． 混合气体的密度不变
c． 混合气体的相对平均分子质量不变
d． CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
（2）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
＜
＜
0 （填“＞”、“=”或“＜”）．②要提高CO的转化率，可以采取的措施是
df
df
（填序号）．a．升温 b．加入催化剂 c．增加CO的浓度
d．加入H2加压 e．加入惰性气体加压 f．分离出甲醇
③某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为
80%
80%
，此时的温度为250℃
250℃
．以CH3OH表示该过程的反应速率v（CH3OH）=0.08
0.08
mol/（L?min）．（3）图1表示在温度分别为T1、T2时，平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A
＜
＜
C（填“＞”、“=”或“＜”，下同），A、C两点的化学平衡常数A=
=
C，由状态B到状态A，可采用升温
升温
的方法（填“升温”或“降温”）．
（4）一定条件下，0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出QKJ的热量．写出该反应的热化学方程式
2CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=-4QkJ/mol
2CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=-4QkJ/mol
．图2是甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）结构示意图，写出 a处电极上发生的电极反应式CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
．分析：（1）a、CH3OH的生成速率与CO的消耗速率都表示正反应速率；
b、都为气体，容器的体积不变，混合气体的总质量不变，密度自始至终为定值；
c、混合气体的总质量不变，随反应进行，混合气体的总的物质的量减小，即平均相对分子质量减小，最后为定值；
d、可逆反应得到平衡，反应混合物的浓度、含量为定值；
（2）①由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动；
②要提高CO的转化率，平衡应向正反应移动，据此结合选项分析判断．注意若只增大CO浓度，平衡向正反应移动，CO的转化率降低；
③计算平衡时CO的物质的量，n开始（CO）-n平衡（CO）=n转化（CO），利用转化率定义计算CO的转化率；
计算该温度下的平衡常数，对比表中数据判断温度；
根据v=
计算v（CO，利用速率之比等于化学计量数之比计算v（CH3OH）．
（3）压强越大，反应速率越快；平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变．平衡体系中H2的体积分数温度T1比T2时的低，说明T1比T2相比，平衡向正反应移动，该反应正反应为放热反应，故温度T1＜T2；
（4）0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出QKJ的热量，据此根据热化学方程式书写原则书写；
由图2中电子在外电路的移动可知，a为负极，b为正极，原电池负极发生氧化反应，CH3OH在负极放电，碱性条件放电生成碳酸根与水．
b、都为气体，容器的体积不变，混合气体的总质量不变，密度自始至终为定值；
c、混合气体的总质量不变，随反应进行，混合气体的总的物质的量减小，即平均相对分子质量减小，最后为定值；
d、可逆反应得到平衡，反应混合物的浓度、含量为定值；
（2）①由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动；
②要提高CO的转化率，平衡应向正反应移动，据此结合选项分析判断．注意若只增大CO浓度，平衡向正反应移动，CO的转化率降低；
③计算平衡时CO的物质的量，n开始（CO）-n平衡（CO）=n转化（CO），利用转化率定义计算CO的转化率；
计算该温度下的平衡常数，对比表中数据判断温度；
根据v=
| △c |
| △t |
（3）压强越大，反应速率越快；平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变．平衡体系中H2的体积分数温度T1比T2时的低，说明T1比T2相比，平衡向正反应移动，该反应正反应为放热反应，故温度T1＜T2；
（4）0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出QKJ的热量，据此根据热化学方程式书写原则书写；
由图2中电子在外电路的移动可知，a为负极，b为正极，原电池负极发生氧化反应，CH3OH在负极放电，碱性条件放电生成碳酸根与水．
解答：解：（1）a、CH3OH的生成速率与CO的消耗速率都表示正反应速率，自始至终反应速率都按1：1进行，不能说明到达平衡，故a错误；
b、都为气体，容器的体积不变，混合气体的总质量不变，密度自始至终为定值，不能说明可逆反应到达平衡，故b错误；
c、混合气体的总质量不变，随反应进行，混合气体的总的物质的量减小，即平均相对分子质量减小，最后为定值，说明可逆反应到达平衡状态，故c正确；
d、CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，说明可逆反应到达平衡状态，故d正确．
故选：cd；
（2）①由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为放热反应，即△H＜0，
故答案为：＜；
②a．升高温度，平衡向逆反应移动，平衡时CO的转化率减小，故a错误；
b．加入催化剂，缩短到达平衡时间，平衡不移动，CO转化率不变，故b错误；
c．增加CO的浓度，平衡向正反应移动，平衡时CO的转化率减小，故c错误；
d．加入H2加压，平衡向正反应移动，平衡时CO的转化率增大，故d正确；
e．加入惰性气体加压，反应混合物的浓度不变，变化不移动，故e错误；
f．分离出甲醇，平衡向正反应移动，平衡时CO的转化率增大，故f正确．
故选：df；
③某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，
平衡时CO的物质的量为0.2mol/L×2L=0.4mol，所以CO的转化率为
×100%=80%；
对于可逆反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
开始（mol/L）：1 3 0
变化（mol/L）：0.8 1.6 0.8
平衡（mol/L）：0.2 1.4 0.8
所以该温度下平衡常数k=
=2.041，平衡常数只受温度影响，故该温度为250℃．
v（CO）=
=0.08mol/（L?min），速率之比等于化学计量数之比，故v（CH3OH）=v（CO）=0.08mol/（L?min）．
故答案为：80%；250℃；0.08；
（3）由图可知，C点压强比A点压强大，压强越大，反应速率越快，故反应速率A＞C；
由图可知A、C两点温度相同，平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，故平衡常数A=C；
由图可知，压强相同时，平衡体系中H2的体积分数温度T1比T2时的低，说明T1比T2相比，平衡向正反应移动，该反应正反应为放热反应，降低温度平衡向放热反应移动，故温度T1＜T2，由状态B到状态A，可采用升温的方法，
故答案为：＜；=；升温；
（4）0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出QKJ的热量，热化学方程式为2CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=-4Q kJ/mol；
由图2中电子在外电路的移动可知，a为负极，b为正极，原电池负极发生氧化反应，CH3OH在负极放电，碱性条件放电生成碳酸根与水，电解反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，
故答案为：2CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=-4Q kJ/mol；CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O．
b、都为气体，容器的体积不变，混合气体的总质量不变，密度自始至终为定值，不能说明可逆反应到达平衡，故b错误；
c、混合气体的总质量不变，随反应进行，混合气体的总的物质的量减小，即平均相对分子质量减小，最后为定值，说明可逆反应到达平衡状态，故c正确；
d、CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，说明可逆反应到达平衡状态，故d正确．
故选：cd；
（2）①由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为放热反应，即△H＜0，
故答案为：＜；
②a．升高温度，平衡向逆反应移动，平衡时CO的转化率减小，故a错误；
b．加入催化剂，缩短到达平衡时间，平衡不移动，CO转化率不变，故b错误；
c．增加CO的浓度，平衡向正反应移动，平衡时CO的转化率减小，故c错误；
d．加入H2加压，平衡向正反应移动，平衡时CO的转化率增大，故d正确；
e．加入惰性气体加压，反应混合物的浓度不变，变化不移动，故e错误；
f．分离出甲醇，平衡向正反应移动，平衡时CO的转化率增大，故f正确．
故选：df；
③某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，
平衡时CO的物质的量为0.2mol/L×2L=0.4mol，所以CO的转化率为
| 2mol-0.4mol |
| 2mol |
对于可逆反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
开始（mol/L）：1 3 0
变化（mol/L）：0.8 1.6 0.8
平衡（mol/L）：0.2 1.4 0.8
所以该温度下平衡常数k=
| 0.8 |
| 0.2×1.42 |
v（CO）=
| 1mol/L-0.2mol/L |
| 10min |
故答案为：80%；250℃；0.08；
（3）由图可知，C点压强比A点压强大，压强越大，反应速率越快，故反应速率A＞C；
由图可知A、C两点温度相同，平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，故平衡常数A=C；
由图可知，压强相同时，平衡体系中H2的体积分数温度T1比T2时的低，说明T1比T2相比，平衡向正反应移动，该反应正反应为放热反应，降低温度平衡向放热反应移动，故温度T1＜T2，由状态B到状态A，可采用升温的方法，
故答案为：＜；=；升温；
（4）0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出QKJ的热量，热化学方程式为2CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=-4Q kJ/mol；
由图2中电子在外电路的移动可知，a为负极，b为正极，原电池负极发生氧化反应，CH3OH在负极放电，碱性条件放电生成碳酸根与水，电解反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，
故答案为：2CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=-4Q kJ/mol；CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O．
点评：本题考查平衡状态判断、平衡移动、平衡常数、反应速率计算、热化学方程式、原电池、化学平衡图象等，是化学反应速率与化学平衡的综合题目，难度不大，注重基础知识的考查，（4）中电极反应式的书写为难点、易错点，可以先写出较为简单的正极反应式，利用总反应式减去正极反应式即为负极反应式．
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