近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化研究，实现可持续发展。

1. 近年我国大力加强温室气体CO₂催化氢化合成甲醇技术的工业化研究，实现可持续发展。

(1) 已知：CO₂(g)+H₂(g)=H₂O(g)+CO(g) ∆H₁=+41.1kJ/mol

CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g) ∆H₂=-90.0kJ/mol

则CO₂催化氢化合成甲醇的热化学方程式为。

(2) 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) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)，判断反应达到平衡状态的依据是___________(填字母序号)。 A. 生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等 B. CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化 C. 混合气体的平均相对分子质量不变 D. 混合气体的密度不变

(3) 在一定条件下， A(g)+3B(g) $\text{[math]}$ C(g)+D(g)∆H=-49.0kJ/mol，体系中A的平衡转化率(α)与L和X的关系如图所示，L和X分别表示温度或压强。

①X表示的物理量是。

②判断L₁与L₂的大小关系：L₁ L₂ (填“<”，“=”或“>”)。

(4) 向容积为 $\text{[math]}$ 的密闭容器中加入活性炭(足量)和 $\text{[math]}$ ，发生反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量变化如下表所示。

条件	保持温度为T/℃
时间	0	5min	10min	15min	20min	25min	30min
$\text{[math]}$ 物质的量 $\text{[math]}$	2.0	1.4	1.0	0.70	0.50	0.40	0.40
$\text{[math]}$ 物质的量 $\text{[math]}$	0	0.3	0.50	0.65	0.75	0.80	0.80

则 $\text{[math]}$ 内，以 $\text{[math]}$ 表示的该反应速率 $\text{[math]}$ ，最终达平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率 $\text{[math]}$ ，该温度T℃下的平衡常数 $\text{[math]}$ 。

【考点】

化学平衡常数; 化学反应速率和化学计量数的关系;

【答案】

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综合题困难

环成二烯(C₅H₆)是一种重要的有机化工原料。

Ⅰ．环戊二烯容易反应生成双环戊二烯(C₁₀H₁₂)：2C₅H₆(g) $\text{[math]}$ C₁₀H₁₂(g)。不同温度下，溶液中环戊二烯(C₅H₆)浓度(初始浓度为1.5mol·L^-1 )与反应时间的关系如图所示。

（1）反应开始至b点时，用双环戊二烯(C₁₀H₁₂)表示的平均速率为。

（2） $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“大于”、“小于”或“等于”)。

（3）a点的正反应速率b点的逆反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)。

Ⅱ．可用环戊烯(C₅H₈)制备环戊二烯(C₅H₆)。有如下反应：

反应i：C₅H₈(g) $\text{[math]}$ C₅H₆(g)+H₂(g) ∆H₁=+100.3kJ·mol^-1

反应ii：2HI(g) $\text{[math]}$ H₂ (g) + I₂(g) ∆H₂=+11.0 kJ·mol^-1

反应iii：C₅H₈(g) + I₂(g) $\text{[math]}$ C₅H₆(g)+ 2HI(g) ∆H₃

（4）反应iii的焓变∆H₃=kJ·mol^-1。

（5）某温度时在恒容密闭容器中充入等物质的量的碘和环戊烯发生反应iii，起始总压为P₀ ，平衡时总压为1.2 P₀。

①平衡时环戊烯(C₅H₈)的体积分数为%。

②用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算压强平衡常数K_p =。

③达到平衡后，欲增加环戊烯(C₅H₈)的平衡转化率，可采取的措施有。

A．加入催化剂 B．适当升高温度 C．增大环戊烯C₅H₈的浓度 D．适当降低压强

综合题普通

我国煤炭资源丰富，通过煤的气化和液化。能使煤炭得以更广泛的应用。

I．先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制取H₂ ，反应为CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g)；

（1）向2L恒容密闭容器中充入CO和水蒸气，800℃时测得部分数据：

t/min	0	1	2	3	4
n(CO)/mol	0.80	0.64	0.50	0.20	0.20
n(H₂O)/mol	1.20	1.04	0.90	0.60	0.60

从反应开始到2min时，v(CO)为；计算该温度下反应的平衡常数K=。

（2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO、3mol水蒸气、2molCO₂、2mol H₂ ，此时v_正v_逆(填“>”、“<”或“=”)。

Ⅱ．利用CO生产燃料甲醇(CH₃OH)，一定条件下发生反应：CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)，图1表示反应中能量的变化，图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH的浓度随时间的变化：

（3）在图1中，曲线(填“a”或“b”)表示使用了催化剂；该反应的反应热为ΔH=。

（4）下列关于图2的说法正确的是(填序号)。

①起始充入的CO为2mol

②平衡时CH₃OH的物质的量分数为50%

③当混合气体的密度不变时，反应达到平衡

④保持温度和容积不变，再充入2molCO和4mol H₂ ，再次达平衡时 $\text{[math]}$ 会减小

（5）已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡时气体分压代替平衡浓度可以计算出平衡常数K_p ，则上述温度下，当反应CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)达到化学平衡时，气体总压为p，K_p=(用含p的代数式表示)。

综合题普通

3. 氢能是一种绿色能源，甲醇可通过电催化和催化重整制取氢气。回答下列问题：

(1) 甲醇水蒸气重整制氢在不同催化剂条件下机理不相同，在MoC表面机理如图：

请补充下列方程式：

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$ ，，。

主要副反应： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

(2) 工业上以CO和 $\text{[math]}$ 为原料合成甲醇的反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，在容积为1L的恒容容器中，分别在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 温度下合成甲醇。如图是不同温度下 $\text{[math]}$ 和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)

①判断 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“<”“>”或“=”)。

②若a点达到平衡的时间是5分钟，从反应开始到平衡用 $\text{[math]}$ 表示的反应速率为 $\text{[math]}$ 。

③d点的平衡常数的值为。

④a点状态下再通入0.5 mol $\text{[math]}$ 和0.5 mol $\text{[math]}$ ，平衡移动(填“正向”“逆向”或“不”)。

⑤a、b、c三点 $\text{[math]}$ 转化率由大到小的顺序是。

综合题普通