用合成气生成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH，在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2，测得CO的平衡转化率与温度和压-组卷网

题型：解答题-原理综合题难度：0.65 引用次数：137 题号：11153291

用合成气生成甲醇的反应为CO(g)+2H₂(g)

CH₃OH(g)　ΔH，在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H₂，测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示：

200℃时n(H₂)随时间的变化如表所示:

t/min	0	1	3	5
n(H₂)/mol	8.0	5.4	4.0	4.0

①ΔH_________(填“>”“<”或“=”)0。
②写出两条可同时提高反应速率和CO转化率的措施:_________。
③下列说法正确的是_________(填字母)。
a.温度越高，该反应的平衡常数越大
b.达平衡后再充入稀有气体，CO的转化率提高
c.容器内气体压强不再变化时，反应达到最大限度
d.图中压强：p₁<p₂
④0~3min内用CH₃OH表示的反应速率

(CH₃OH)=_________mol·L^-1·min^-1。
⑤200℃时，该反应的平衡常数K=_________。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2molCO、4molH₂、2molCH₃OH，保持温度不变，则化学平衡_________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

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更新时间：2020-09-20 21:51:41 |

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【知识点】化学平衡的移动及其影响因素化学平衡常数的有关计算解读化学平衡题中基于图表数据的相关计算解读与转化率变化有关图像的分析解读

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

名校

解题方法

其他组合形式的考查

【推荐1】科学家积极探索新技术对CO₂进行综合利用。
I. CO₂可用来合成低碳烯烃。
2CO₂(g) +6H₂(g)

CH₂=CH₂(g) +4H₂O(g) ΔH= a kJ/mol
请回答：
（1）已知：H₂和CH₂=CH₂的燃烧热分别是285.8kJ/mol和1411.0kJ/mol，且H₂O(g)

H₂O(1) ΔH = -44.0kJ/mol，则a=____________kJ/mol。
（2）上述由CO₂合成CH₂=CH₂的反应在__________下自发进行（填“高温”或“低温”），理由是___________________。
（3）在体积为1L的密闭容器中，充入3mol H₂和1mol CO₂，测得温度对CO₂的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示。下列说法正确的是_________。

A.平衡常数大小：K_M>K_N
B.其他条件不变，若不使用催化剂，则250℃时CO₂的平衡转化率可能位于点M₁
C.图1中M点时，乙烯的体积分数为7.7%
D.当压强或n( H₂)/n(CO₂)不变时均可证明化学反应已达到平衡状态
（4）保持温度不变，在体积为VL的恒容容器中以n(H₂)∶n(CO₂) = 3∶1的投料比加入反应物，t₀时达到化学平衡。t₁时将容器体积瞬间扩大至2V L并保持不变，t₂时重新达平衡。请在图2中作出容器内混合气体的平均相对分子质量

随时间变化的图象_________。

Ⅱ .利用“ Na—CO₂”电池将CO₂变废为宝。
我国科研人员研制出的可充电“ Na—CO₂”电池，以钠箔和多壁碳纳米管（MWCNT）为电极材料，总反应为4Na+3CO₂

2Na₂CO₃+C。放电时该电池“吸入”CO₂，其工作原理如图3所示：
（5）放电时，正极的电极反应式为______________________。
（6）若生成的Na₂CO₃和C全部沉积在电极表面，当转移0.2mol e^-时，两极的质量差为_________g。
（7）选用高氯酸钠—四甘醇二甲醚做电解液的优点是___________________________（至少写两点）。

2017-05-13更新 | 996次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

解题方法

化学平衡与电解质溶液电化学与化学平衡

【推荐2】减少二氧化碳的排放，氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是一项重要的热点课题。
Ⅰ.CO₂经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO₂(g)+6H₂(g)

C₂H₄(g)+4H₂O(g) △H
在0.1 MPa时，按n(CO₂)：n(H₂)=1：3投料，不同温度(T)下，平衡时的四种气态物质的物质的量(n)的关系如图：

(1)该反应的△H_______0(填“＞”、“=”或“＜”)。
(2)曲线b表示的物质为_______。
(3)为提高CO₂的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是_______。
Ⅱ.在强酸性的电解质水溶液中，惰性材料做电极，电解CO₂可得到多种燃料，其原理如图：

(4)图中b为电源的_______极，电解时，生成乙烯的电极反应式是_______。
Ⅲ.用活性炭还原法可以处理氮氧化物。如反应：C(s)+2NO(g)⇌N₂(g)+CO₂(g) △H=Q kJ·mol^-1。在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间(min) 浓度(mol/L)	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N₂	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO₂	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

(5)T_l℃时，该反应的平衡常数K=_______。
(6)30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是_______(答一种即可)。
Ⅳ.工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO₂，分别生成NaHSO₃、NH₄HSO₃，其水溶液均呈酸性。
(7)相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(

)较小的是_______，用文字和化学用语解释原因_______。

2016-12-09更新 | 665次组卷

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解答题-实验探究题 | 适中 (0.65)

名校

【推荐3】某化学反应2A

B＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0。反应物A的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如下表：

根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为_____mol/（L·min）。
（2）在实验2，A的初始浓度c₂＝____________mol/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是___________。
（3）设实验3的反应速率为v₃，实验1的反应速率为v₁，则v₃_______v₁（填＞、＝、＜），且c₃_______1.0 mol/L（填＞、＝、＜）。
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是____反应（选填吸热、放热）。理由是 __________

2019-11-14更新 | 279次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

解题方法

热化学与化学平衡

【推荐1】)硫酸钙来源于烟气脱硫、磷酸盐工业和其他工业的副产品，可用于生成硫酸及其硫化物等。硫酸钙在高温下被CO还原，发生的反应有:
I.CaSO₄(s)+4CO(g)

CaS(s) +4CO₂(g) △H_l平衡常数K₁
II.CaSO₄(s) +CO(g)

CaO(s) +SO₂(g)+CO₂(g) △H₂平衡常数K₂
III.3CaSO₄(s)+CaS(s)

4CaO(s) +4SO₂(g) △H₃=+1049.2kJ/mol 平衡常数K₃
（1）△H₃ =___(用△H₁、△H₂表示)；平衡常数K₃ =_______(用K₁、K₂表示)。
（2）上述反应的平衡常数的对数值(lgK)与温度(T)的关系如下图所示:

①△H₁_________0(填”>”或”<")。
②若只发生反应I，A点c(CO)/c(CO₂)=__________(填数值)。
③若只发生反应II 和III，B 点c(CO)、c(CO₂) 及c(SO₂)之间的关系是__________。

2017-12-13更新 | 503次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

名校

解题方法

热化学与化学平衡

【推荐2】氨催化分解既可防治氨气污染，又能得到氢能源，得到广泛研究。
(1)已知：①4NH₃(g)+3O₂(g)

2N₂(g)+6H₂O(g) △H₁=-1266.6kJ·mol^-1
②H₂(g)+

O₂(g)=H₂O(l) △H₂=-285.8kJ·mol^-1
③H₂O(l)=H₂O(g) △H₃=+44.0kJ·mol^-1
NH₃分解为N₂和H₂的热化学方程式___。
(2)在Co-Al催化剂体系中，压强P₀下氨气以一定流速通过反应器，在相同时间下测转化率。得到不同催化剂下氨气转化率随温度变化曲线如图。使反应的活化能最小的催化剂为__。同一催化剂下，温度高时NH₃的转化率接近平衡转化率的原因__。如果增大氨气浓度(其它条件不变)，则b点对应的点可能为__。(填“a”、“c”或“d”)

(3)T℃时，体积为2L的密闭容器中加入1.0molNH₃和0.2molH₂，20min达到平衡时，N₂体积分数为20%，则T℃时平衡常数K=__；0～20min时段，反应平均速率v(NH₃)=__；达到平衡后再加入1.0molNH₃和0.2molH₂，此时体系中v_正__v_逆(填“>“<”或“=”)。

2021-03-20更新 | 39次组卷

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解答题-工业流程题 | 适中 (0.65)

解题方法

制备类化工流程

【推荐3】采用废铁屑还原软锰矿(软锰矿主要成分是

，还含少量

等元素的氧化物杂质)来制备Mn的工艺流程如图所示：

已知：①

；
②当溶液中剩余离子浓度小

时，认为生成沉淀的反应进行完全；
③室温时生成氢氧化物的pH见下表。

离子
开始沉淀的pH	7.5	1.8	8.1	7.7	8.3
完全沉淀的pH	9.7	3.7	9.4	8.4	9.8

回答下列问题：
(1)写出基态Ni的价电子排布式___________，Fe元素在周期表中的位置为___________。
(2)在“浸出液”中加入

氧化

发生反应的离子方程式为___________。常温下，加入氨水调节

时，溶液中残留的

的浓度为___________

。
(3)加入MnS“除杂”过程主要除去

，同时有

反应发生，该反应的平衡常数K与

的代数关系式为

___________。“除杂”后的滤液中

___________。
(4)“沉锰”过程中温度和

对

和

沉淀率的影响如图所示。则“沉锰”的合适条件是___________。“沉锰”时发生反应的离子方程式为___________。

(5)流程最后利用惰性电极电解

溶液可得金属锰，写出阴极的电极反应式___________。

2024-02-19更新 | 69次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

解题方法

热化学与化学平衡

【推荐1】回答下列问题：
某用活性炭还原处理氮氧化物，有关反应为C(s)+2NO(g)

N₂(g)+CO₂(g)。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式___________。
(2)在2L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应，所得数据如表，回答下列问题。

实验编号	温度/℃	起始时NO的物质的量/mol	平衡时N₂的物质的量/mol
1	700	0.40	0.09
2	800	0.24	0.08

①结合表中数据，判断该反应的ΔH___________ 0(填“>”或“<”)，理由是___________(请从K变化角度分析)。
②判断该反应达到平衡的依据是___________(填字母)。
A．容器内气体密度恒定B．容器内各气体浓度恒定
C．容器内压强恒定D．2v_正(NO)=v_逆(N₂)
(3)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式：___________。

2023-10-01更新 | 35次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

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解题方法

化学反应速率的计算与比较根据化学平衡图像进行相关计算

【推荐2】如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂是当前科学家研究的重要课题。
(1)科学家用H₂和CO₂生产甲醇燃料。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO₂和3.25 mol H₂，在一定条件下反应，测得CO₂、CH₃OH(g)和H₂O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示。

①从反应开始到3 min时，氢气的平均反应速率v(H₂)＝__________________。
②下列措施中一定能使CO₂的转化率增大的是______________。
A．在原容器中再充入1 mol CO₂ B．在原容器中再充入1 mol H₂
C．在原容器中充入1 mol He D．使用更有效的催化剂
E．缩小容器的容积 F．将水蒸气从体系中分离出
(2)科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料，其热化学反应方程式为2CO₂(g)+6H₂(g)

CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g)　ΔH＝a kJ·mol^－¹，在一定压强下，测得该反应的CO₂转化率/ (%)与温度、

实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。

温度(K)	500	600	700	800
1.5	45	33	20	12
2	60	43	28	15
3	83	62	37	22

①上述反应的a________0(填“大于”或“小于”)。
②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，则反应产生的热量___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③增大

的值，则生成乙醇的物质的量______________________(填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”)。

2020-09-23更新 | 270次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

【推荐3】已知反应：

，其化学平衡常数

和温度

的关系如下表所示：

	700	800	830	1000	1200
	2.6	1.7	1.0	0.9	0.6

回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式

___________，该反应的正反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)①某温度下，平衡浓度符合等式

，试判断此时的温度为___________

。
②保持此温度不变，在容积为

的恒容密闭容器中，充入

和

，反应达到平衡后，测得

的物质的量占总物质的量的

，此时

___________

。
(3)现将

和

通入某密闭容器中，测得

的平衡转化率变化如图所示。

①下列判断正确的是___________(填标号)。
A.

②

点的平衡常数

___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

2021-01-13更新 | 36次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

名校

解题方法

其他组合形式的考查

【推荐1】CO₂既是温室气体，也是重要的化工原料，CO₂的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)已知：①4H₂(g)+2O₂(g)

4H₂O(g)△H=-967.2kJ/mol；
②CH₄(g)+2O₂(g)

CO₂(g)+2H₂O(g)△H=-802.0kJ/mol；
则CO₂(g)+4H₂(g)

CH₄(g)+2H₂O(g)△H=__kJ/mol。
(2)在体积为1L的密闭恒容容器中，充入4molH₂和1molCO₂，发生反应：CO₂(g)+4H₂(g)

CH₄(g)+2H₂O(g)测得温度对CO₂的平衡转化率(%)和催化剂催化效率的影响如图所示。

①下列说法正确的是___(填序号)。
A.平衡常数大小：K_N＜K_M
B.其他条件不变，若不使用催化剂，则250°C时CO₂的平衡转化率可能位于点M₁
C.其他条件不变，加入催化剂可以降低该反应活化能，△H不变
D.当压强或混合气体的密度保持不变时均可证明化学反应已达到平衡状态
②已知M点总压为lMPa，该反应在此温度下的平衡常数K_p=__MPa^-2。(K_p是用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数，气体分压=气体总压×体积分数)
（3）常温下，用NaOH溶液作CO₂捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na₂CO₃，写出得到Na₂CO₃的离子方程式：___，若某次捕捉后得到pH=10的溶液、则溶液中c(

)：c(

)=__，[常温下K₁(H₂CO₃)=4.4×10^-7K₂(H₂CO₃)=5×10^-11]

2020-11-26更新 | 120次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

解题方法

其他组合形式的考查

【推荐2】SO₂是危害最为严重的大气污染物之一，SO₂ 的含量是衡量大气污染的一个重要指标。工业上常采用催化还原法或吸收法处理SO₂。催化还原SO₂不仅可以消除SO₂污染，而且可得到有价值的单质S。
（1）在复合组分催化剂作用下，CH₄可使SO₂转化为S，同时生成CO₂和H₂O。已知CH₄和S的燃烧热分别为a kJ/mol 和b kJ/mol，CH₄和SO₂反应的热化学方程式为___________________；（△H用含a、b的代数式表示）
（2）用H₂还原SO₂生成S的反应分两步完成，如图1所示，该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图2 所示：

①分析可知X为____________（写化学式），0~t₁时间段的温度为_____________，0~t₁时间段用SO₂ 表示的化学反应速率为________________________________；
②总反应的化学方程式为_______________________________；（可不写条件）
（3）焦炭催化还原SO₂生成S₂，化学方程式为：2C(s)+2SO₂(g)

S₂(g)+2CO₂(g)，恒容容器中，lmol/L
SO₂与足量的焦炭反应，SO₂的转化率随温度的变化如图3 所示。

①该反应的ΔH_______________0（填“＞”或“＜”），
②计算a点的平衡常数为_______________________；
（4）工业上可用Na₂SO₃溶液吸收SO₂，该反应的离子方程式为_______________________________，25℃时用1mol/L的Na₂SO₃溶液吸收SO₂，当溶液pH=7时，溶液中各离子浓度的大小关系为______________________________。[已知：H₂SO₃的电离常数K₁=1.3×10^-2，K₂=6.2×10^-8]

2018-05-06更新 | 216次组卷

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

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解题方法

化学平衡常数的计算 “建模、解模”分析法在化学平衡移动结果判断中的应用

【推荐3】I．回答下列问题：
(1)已知物质A和B在定条件下可以合成物质AB，催化剂K可以高效催化该反应进行。该反应的历程如下：
总：A+B+K=KAB        △H＜0；
第一步：A+K=AK       △H₁＞0(慢)；
第二步：AK+B=AB+K       △H₂＜0(快)。
能正确表示该历程的图象为____。
注：----为无催化剂的能量曲线，——为有催化剂的能量曲线

A．	B．
C．	D．

II．乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。羟基氮化硼可高效催化乙烷氧化脱氢制乙烯。
主反应：2C₂H₆(g)+O₂(g)

2C₂H₄(g)+2H₂O(g) △H₁=-211.6 kJ·mol^-1;
副反应：C₂H₄(g)=C₂H₂(g)+H₂(g) △H₂=+174.3 kJ·mol^-1。
(2)主反应分多步进行，其中的部分反应历程如图1所示(图中IS表示起始态，TS表示过渡态，FS表示终态)。这一部分反应中慢反应的活化能E_正=____。

(3)能提高乙烯平衡产率的方法是____，提高乙烯反应选择性的关键因素是____。
(4)工业上催化氧化制乙烯时，通常在乙烷和氧气的混合气体中掺入惰性气体，即将一定比例的C₂H₆、O₂和N₂混合气体以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测得乙烯的产率如图2所示。

①a点____(填“是”或“不是”)对应温度下乙烯的平衡产率，并说明理由____。
②温度较低时乙烯的产率随温度变化不大的主要原因是____。
(5)在一定温度下，维持压强为3 MPa，向反应装置中通入1 mol C₂H₆、1 mol O₂和3 mol N₂的混合气体，经过一段时间后，反应达到平衡，若此时乙烷的转化率为80%，假设乙烯选择性为100%(乙烯选择性=

×100%)，则该温度下反应2C₂H₆(g)+O₂(g)

2C₂H₄(g)+2H₂O(g)的平衡常数K_p=____MPa。(K_p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)

2022-02-26更新 | 323次组卷

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