天然气经催化重整转化成合成气
后再合成其他化工产品，既可缓解能源浪费，又能生产高附加值产品。以甲烷、二氧化碳为原料催化重整制合成气，体系中可发生如下二个反应：
反应I：
反应Ⅱ：
(1)反应I可分为如下两步：
裂解：
重整：
则
_____ 。反应I能够自发进行的条件是_____ ，判断依据是_____ 。
(2)T℃时，向
容器中通入
，发生反应I、Ⅱ。
后平衡，体系中
，压强为p。
①此温度下，反应I的平衡常数
_____ [对于气相反应，用某组分B的平衡压强
代替物质的量浓度
也可表示平衡常数，记作
，如
，p为平衡总压强，
为平衡系统中B的物质的量分数]。
②请在图中画出
时段，
随时间变化曲线并标出
的平衡浓度_____ 。
是重要的有机化工原料，可通过上述原料制备，反应方程式为：
①在恒温恒压条件进行此反应，下列能说明反应已达到平衡的是_____ 。
A．
的反应速率之比为
B．的物质的量之比为
C．混合气体的平均摩尔质量保持不变
D．容器中气体的密度保持不变
②
时，在容积为
的恒容容器中按体积比
充入总物质的量为
和的混合物，发生上述制备反应，平衡时
的体积分数对应下图甲中的a点，若调节起始时物质的量之比为
，则的平衡体积分数可能对应下图甲中的_____ (填“b”“c”或“d”)点。
和
充入容积为
的密闭容器中，反应达到平衡时，改变压强和温度，平衡体系中
的物质的量分数变化情况如上图乙所示，关于温度和压强的关系判断正确的是_____ (填序号)。
A．
B．
C．
D．
后再合成其他化工产品，既可缓解能源浪费，又能生产高附加值产品。以甲烷、二氧化碳为原料催化重整制合成气，体系中可发生如下二个反应：反应I：
反应Ⅱ：
(1)反应I可分为如下两步：
裂解：重整：则
(2)T℃时，向
容器中通入，发生反应I、Ⅱ。后平衡，体系中，压强为p。①此温度下，反应I的平衡常数
代替物质的量浓度也可表示平衡常数，记作，如，p为平衡总压强，为平衡系统中B的物质的量分数]。②请在图中画出
时段，随时间变化曲线并标出的平衡浓度
是重要的有机化工原料，可通过上述原料制备，反应方程式为：①在恒温恒压条件进行此反应，下列能说明反应已达到平衡的是
A．
的反应速率之比为B．
的物质的量之比为C．混合气体的平均摩尔质量保持不变
D．容器中气体的密度保持不变
②
时，在容积为的恒容容器中按体积比充入总物质的量为和的混合物，发生上述制备反应，平衡时的体积分数对应下图甲中的a点，若调节起始时物质的量之比为，则的平衡体积分数可能对应下图甲中的
和充入容积为的密闭容器中，反应达到平衡时，改变压强和温度，平衡体系中的物质的量分数变化情况如上图乙所示，关于温度和压强的关系判断正确的是A．
B． C． D．
更新时间：2024/03/14 15:23:56
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【推荐1】杭州亚运会主火炬燃料“零碳甲醇”是一种利用焦炉气中的
和工业废气捕获的
生产的绿色燃料。两者在适宜的过渡金属及其氧化物催化下发生反应：
。
(1)已知：
，
。
①则
_______ (用含和的代数式表示)。
②实验测得(记作
)与温度(T)的关系如图所示，则该反应
_____ 0(填“>”“<”或“=”)。
(2)从焦炉气中提取氢气，需净化原料气，尤其要脱除其中的含硫杂质。除了从环保角度考虑外，其主要目的是_______ 。
(3)寻找合适、高效的催化剂氧化除去含硫杂质燃烧产生的
是常见的化学处理方法，一种钥催化剂参与催化氧化反应的能量变化如图所示，
与
反应生成
和
的热化学方程式为___________ 。
(4)研究合成甲醇的催化剂时，在其他条件不变仅改变催化剂种类的情况下，对反应器出口产品进行成分分析，结果如图所示。在以上催化剂中，该反应选择的最佳催化剂为_______ 。
(5)在研究该反应历程时发现：反应气中水蒸气含量会影响
的产率。为了研究水分子对该反应机制的内在影响，我国学者利用计算机模拟，研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响，如图所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)：
①写出有水参与时的化学方程式_________ 。
②资料显示：水也可以使催化剂活化点位减少。结合资料和图以及学过的知识，推测在反应气中添加水蒸气对甲醇产率的影响并说明产生这种影响的原因(任答两点)___________ 。
和工业废气捕获的生产的绿色燃料。两者在适宜的过渡金属及其氧化物催化下发生反应： 。(1)已知：
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【推荐2】氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。
（1）已知：①CH3OH(l)+O2(g )= CO(g)+2H2O(g) △H= - 354.8 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H= -566.0 kJ·mol-1
③H2O(g) = H2O(l) △H= -44.0 kJ·mol-1
请写出甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式：______________________________ 。
（2）某实验小组利用H2（g）、O2（g）、KOH（aq）设计成电池装置（装置Ⅰ），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①装置Ⅰ中，a口通入的气体为____________ （填“H2”或“O2”），放电时，溶液中的K+向______ 极移动（填“正”或“负”），该电池负极的电极反应式为______________________ 。
②装置Ⅱ中，溶液c可选用________________ 溶液。
若电镀结束后，装置Ⅱ中Fe电极的质量改变了12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗氧气的体积为________ L（标准状况下）
（1）已知：①CH3OH(l)+O2(g )= CO(g)+2H2O(g) △H= - 354.8 kJ·mol-1
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请写出甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式：
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①装置Ⅰ中，a口通入的气体为
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【推荐3】我国提出 2060 年达“碳中和”目标， 通过反应 
将
转化为高附加值产品
是 实现该目标的一种方式。回答下列问题：
(1)向恒容密闭容器中充入
和
， 发生反应：
。测定不同温度下的平衡转化率数据如下表所示：
①该反应的
___________ 0(填“ 
”或“”)。已知：
， 则反应
的
__________ 用和
表示)。
②下列有利于提高的平衡转化率的措施有___________ (填标号)。
A． 增大反应体系的压强
B． 增大
C． 降低反应温度
D． 移出
③
下， 平衡时压强为P， 用各物质的平衡分压(分压
总压
物质的量分数)表示该反应的平衡常数
___________ (用含
和P的代数式表示)。
(2)浙江大学某国家实验室用水热法还原转化为， 探究了不同条件下的转化率，数据如下图所示：
依据以上数据，最佳的
摩尔比和反应时间是___________ 。
将转化为高附加值产品是 实现该目标的一种方式。回答下列问题：(1)向恒容密闭容器中充入
和， 发生反应：。测定不同温度下的平衡转化率数据如下表所示：| T/K | 373 | 473 | 573 | 673 |
| 平衡转化率 | | 8.4 | 24.3 | 37.5 |
①该反应的
”或“”)。已知：， 则反应的和表示)。②下列有利于提高
的平衡转化率的措施有A． 增大反应体系的压强
B． 增大
C． 降低反应温度
D． 移出
③
下， 平衡时压强为P， 用各物质的平衡分压(分压总压物质的量分数)表示该反应的平衡常数和P的代数式表示)。(2)浙江大学某国家实验室用水热法还原
转化为， 探究了不同条件下的转化率，数据如下图所示： 依据以上数据，最佳的
摩尔比和反应时间是
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【推荐1】CO2和甲烷催化合成CO和H2是CO2资源化利用的有效途径。主要反应如下：
Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g） △H＝+247kJ/mol
（1）已知CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g） △H＝+206 kJ/mol
写出CH4和水蒸气反应生成CO2的热化学方程式：___ 。
（2）在恒温、恒容的密闭容器中发生反应Ⅰ，下列选项能够说明反应Ⅰ达到平衡状态的是___ 。
A.混合气体的密度不变
B.混合气体的总压强不变
C.CH4、CO2、CO、H2的物质的量之比为1：1：2：2
D.2v正（H2）＝v逆（CH4）
E.混合气体的平均相对分子质量不变
（3）催化合成的温度通常维持在550﹣750℃之间，从反应速率角度分析其主要原因可能是___ 。
（4）将CH4与CO2各1mol充入某密闭容器中，发生反应Ⅰ。100kPa时，反应Ⅰ到达平衡时CO2的体积分数与温度的关系曲线如图所示。
①图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡CO2的体积分数，则___ 点对应的平衡常数最小，判断依据是___ ；___ 点对应的压强最大。
②300℃、100kPa下，该容器中反应Ⅰ经过40min达到平衡，计算反应在0﹣40 min内的平均反应速率为v（CO2）＝___ mol/min（用分数表示）。
Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g） △H＝+247kJ/mol
（1）已知CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g） △H＝+206 kJ/mol
写出CH4和水蒸气反应生成CO2的热化学方程式：
（2）在恒温、恒容的密闭容器中发生反应Ⅰ，下列选项能够说明反应Ⅰ达到平衡状态的是
A.混合气体的密度不变
B.混合气体的总压强不变
C.CH4、CO2、CO、H2的物质的量之比为1：1：2：2
D.2v正（H2）＝v逆（CH4）
E.混合气体的平均相对分子质量不变
（3）催化合成的温度通常维持在550﹣750℃之间，从反应速率角度分析其主要原因可能是
（4）将CH4与CO2各1mol充入某密闭容器中，发生反应Ⅰ。100kPa时，反应Ⅰ到达平衡时CO2的体积分数与温度的关系曲线如图所示。
①图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡CO2的体积分数，则
②300℃、100kPa下，该容器中反应Ⅰ经过40min达到平衡，计算反应在0﹣40 min内的平均反应速率为v（CO2）＝
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【推荐2】工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳等气体，严重污染空气。通过对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。一氧化碳可以合成甲醇，用CO和合成的化学方程式为
，向
恒容密闭容器中加入
和
，在适当的催化剂作用下，此反应能自发进行。
(1)该反应
_______ 0(填“
”、“
”或“”)
(2)下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______。(填字母)
(3)按照上述物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示，则有温度：
_______ 
，正反应方向速率：
_______ 
(填“”、“”或“”)，请写出c、d两点正反应方向速率呈以上关系的原因：_______ 。
的容器中加入和，发生反应后达到平衡。甲醇在平衡体系中所占的物质的量分数为0.25，则CO的平衡转化率
_______ ，反应平衡常数表示为
_______ 
(
就是用各物质的分压代替各物质的平衡浓度来表示化学平衡常数，分压总压物质的量分数，用含
的式子表示)
合成的化学方程式为，向恒容密闭容器中加入和，在适当的催化剂作用下，此反应能自发进行。(1)该反应
”、“”或“”)(2)下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______。(填字母)
| A．CO的转化率和的转化率相等 |
| B．混合气体的平均相对分子质量保持不变 |
| C．混合气体的密度保持不变 |
D．生成 的同时有 键断裂 |
(3)按照上述物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示，则有温度：
，正反应方向速率：(填“”、“”或“”)，请写出c、d两点正反应方向速率呈以上关系的原因：
的容器中加入和，发生反应后达到平衡。甲醇在平衡体系中所占的物质的量分数为0.25，则CO的平衡转化率(就是用各物质的分压代替各物质的平衡浓度来表示化学平衡常数，分压总压物质的量分数，用含的式子表示)
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【推荐3】碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(CO和
的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在刚性密闭容器中会发生如下两个反应：
Ⅰ：
Ⅱ：
下表是几种物质的标准生成热(由对应稳定单质生成1mol某种物质的焓变叫做该物质的标准生成热)。
(1)反应Ⅰ的焓变
_______ 
(2)若在绝热恒容容器中仅发生反应Ⅱ，则下列事实能说明反应达到平衡状态的是_______。
(3)已知反应Ⅱ的正反应速率
，逆反应速率
，
、
分别为正、逆反应速率常数，
(k表示或)与温度
的关系如图所示，其中直线a、b分别表示、随温度的变化。升高温度，反应Ⅱ的平衡常数K_______ (填“变大”或“变小”或“不变”)。
(4)在上图A点对应的温度下，向某刚性密闭容器中加入足量焦炭和一定量水蒸气，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，已知起始时容器内压强为80kPa，10分钟后体系达到平衡状态，容器内压强变为100kPa。
①平衡时CO的分压
_______ kPa，平衡时水蒸气的转化率为_______ %。
②进一步提高水蒸气平衡转化率的方法有_______ 、_______ (写两种不同的方法)。
的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在刚性密闭容器中会发生如下两个反应：Ⅰ：
Ⅱ：
下表是几种物质的标准生成热(由对应稳定单质生成1mol某种物质的焓变叫做该物质的标准生成热)。
| 物质 |  |  |  |  |
标准生成热 | 0.0 |  |  | 0.0 |
(2)若在绝热恒容容器中仅发生反应Ⅱ，则下列事实能说明反应达到平衡状态的是_______。
| A．容器内气体的压强不变 | B．容器内温度不变 |
| C．容器内气体的密度不再改变 | D．容器内气体的平均相对分子质量不变 |
，逆反应速率，、分别为正、逆反应速率常数，(k表示或)与温度的关系如图所示，其中直线a、b分别表示、随温度的变化。升高温度，反应Ⅱ的平衡常数K(4)在上图A点对应的温度下，向某刚性密闭容器中加入足量焦炭和一定量水蒸气，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，已知起始时容器内压强为80kPa，10分钟后体系达到平衡状态，容器内压强变为100kPa。
①平衡时CO的分压
②进一步提高水蒸气平衡转化率的方法有
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【推荐1】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
(1)CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1
C(s)+
O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1
该催化重整反应的ΔH=_______ kJ·mol−1,有利于提高CH4平衡转化率的条件是_______ (填标号)。
A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压
某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_______ mol2·L−2。
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
①由上表判断，催化剂X_______ Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_______ 。
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_______ 。
(1)CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1
C(s)+
O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1该催化重整反应的ΔH=
A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压
某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
| 积碳反应 CH4(g)=C(s)+2H2(g) | 消碳反应 CO2(g)+C(s)=2CO(g) | ||
| ΔH/(kJ·mol−1) | 75 | 172 | |
| 活化能/ (kJ·mol−1) | 催化剂X | 33 | 91 |
| 催化剂Y | 43 | 72 | |
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为
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【推荐2】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。
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：___________ 。
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 |
②判断该反应达到平衡的依据是
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：
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解题方法
【推荐3】降低大气中的CO2的含量是当今世界重要的科研课题之一，我国力争在2060年前实现碳中和。研究二氧化碳的回收对这一宏伟目标的实现具有现实意义。
I.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
回答下列问题：
(1)反应I、Ⅱ的lnK(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。反应Ⅲ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的活化能E正_____ E逆(填“＞”“＜”或“=”)，判断的理由是_____ 。
(2)恒温条件下，将一定量的CO2和H2充入某恒容密闭容器中，发生反应I和反应Ⅱ。下列有关说法错误的是_____ (填序号)。
a.当容器内的压强不再变化时说明两个反应均达到平衡
b.平衡后，若向容器内再充入少量CO2，两个反应平衡常数均增大
c.平衡后，CO2、CO、CH3OH三者的物质的量之比保持不变
d.平衡后，3v正(H2)=v逆(CH3OH)
(3)在1×105Pa，将CO2和H2按照n(CO2)：n(H2)=1：3的比例混合在密闭容器中，发生反应I和反应Ⅱ。
①若该容器为绝热容器，一定时间后达平衡。若缩小体积，相比旧平衡达新平衡后CO的物质的量将_____ 。(填“增大”“减小”或“不变”)
②若为恒温体系，达平衡时，二氧化碳、甲醇、一氧化碳的体积分数相同，则CO2平衡转化率为_____ ，反应Ⅱ的平衡常数Kp=_____ 。
(4)2020年，我国学者利用电化学装置常温下将CO2高效转化为C2H5OH，其中隔膜为阴离子交换膜，其原理如图所示：
①写出阴极的电极反应式：_____ 。
②当有1molCO2参与反应时，阴极溶液质量的变化为△m1，阳极溶液质量的变化为△m2，则溶液质量变化绝对值之差
=_____ g。
I.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1Ⅱ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2回答下列问题：
(1)反应I、Ⅱ的lnK(K代表化学平衡常数)随
(温度的倒数)的变化如图所示。反应Ⅲ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的活化能E正(2)恒温条件下，将一定量的CO2和H2充入某恒容密闭容器中，发生反应I和反应Ⅱ。下列有关说法错误的是
a.当容器内的压强不再变化时说明两个反应均达到平衡
b.平衡后，若向容器内再充入少量CO2，两个反应平衡常数均增大
c.平衡后，CO2、CO、CH3OH三者的物质的量之比保持不变
d.平衡后，3v正(H2)=v逆(CH3OH)
(3)在1×105Pa，将CO2和H2按照n(CO2)：n(H2)=1：3的比例混合在密闭容器中，发生反应I和反应Ⅱ。
①若该容器为绝热容器，一定时间后达平衡。若缩小体积，相比旧平衡达新平衡后CO的物质的量将
②若为恒温体系，达平衡时，二氧化碳、甲醇、一氧化碳的体积分数相同，则CO2平衡转化率为
(4)2020年，我国学者利用电化学装置常温下将CO2高效转化为C2H5OH，其中隔膜为阴离子交换膜，其原理如图所示：
①写出阴极的电极反应式：
②当有1molCO2参与反应时，阴极溶液质量的变化为△m1，阳极溶液质量的变化为△m2，则溶液质量变化绝对值之差
=
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】Ⅰ． 氨在工农业生产中应用广泛。在压强为
时，合成氨平衡混合气体中
的体积分数如下：
请回答：
(1)根据表中数据，结合化学平衡移动原理，说明合成氨反应是放热反应的原因是___________ 。
(2)根据下图，合成氨的热化学方程式是___________ 。
(3)取
和
放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量___________ 
(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是___________ ；若加入催化剂， ___________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)已知：分别破坏
键、
键需要吸收的能量为：
、
，则破坏
键需要吸收的能量为___________ 
。
Ⅱ． 甲醇也是一种清洁能源，常利用水煤气可制取甲醇，其反应为
(5)在
、
下，
甲醇完全燃烧放热
，写出甲醇燃烧热的热化学方程式___________ 。
(6)在一定条件下，上述反应在一密闭容器中达到平衡。
①保持容器体积不变，下列措施中有利于提高的转化率的是___________ (填字母)。
A．升高温度 B．投料比不变，通入更多的反应物
C．通入 D．通入
②下图表示该反应在某一时间段中反应速率与反应过程的关系图(
、
、
时刻改变的条件都只有一个)。
体系中甲醇的百分含量最高的一段时间是___________ ，时刻体系改变的条件是___________ ，时刻体系改变的条件是___________ 。
时，合成氨平衡混合气体中的体积分数如下：温度/ | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
氨含量/ | 89.9 | 71.0 | 47.0 | 26.4 | 13.8 |
(1)根据表中数据，结合化学平衡移动原理，说明合成氨反应是放热反应的原因是
(2)根据下图，合成氨的热化学方程式是
(3)取
和放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是 (4)已知：分别破坏
键、键需要吸收的能量为：、，则破坏键需要吸收的能量为。Ⅱ． 甲醇也是一种清洁能源，常利用水煤气可制取甲醇，其反应为
(5)在
、下，甲醇完全燃烧放热，写出甲醇燃烧热的热化学方程式(6)在一定条件下，上述反应在一密闭容器中达到平衡。
①保持容器体积不变，下列措施中有利于提高
的转化率的是A．升高温度 B．投料比不变，通入更多的反应物
C．通入
D．通入②下图表示该反应在某一时间段中反应速率与反应过程的关系图(
、、时刻改变的条件都只有一个)。体系中甲醇的百分含量最高的一段时间是
时刻体系改变的条件是时刻体系改变的条件是
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【推荐2】的资源化利用是实现我国“双碳”目标的有效途径之一
(1)杭州第19届亚洲运动会开幕式主火炬创新使用“零碳”甲醇燃料，综合利用焦炉气中的与工业尾气中合成绿色甲醇，实现了循环内零碳排放。
①制备甲醇的主反应：
该过程中还存在一个生成的副反应，结合反应：
写出该副反应的热化学方程式：___________ 。
②将和按物质的量比
混合，以固定流速通过盛放
催化剂的反应器，在相同时间内，不同温度下的实验数据如图所示。
已知：CH3OH产率=
i．催化剂活性最好的温度为___________ 。(填字母序号)
a． 483 K b． 503 K c． 523 K d． 543 K
ii．温度升高时的平衡转化率降低，解释原因：___________ 。
iii．温度由
升到543K，CH3OH的实验产率降低，解释原因：___________ 。
(2)近年研究发现，电催化和含氮物质(
等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含食废水污染问题。向一定浓度的
溶液通至饱和，在电极上反应生成
，电解原理如图所示。
①电极b是电解池的___________ 极。
②电解过程中生成尿素的电极反应式是___________ 。
的资源化利用是实现我国“双碳”目标的有效途径之一(1)杭州第19届亚洲运动会开幕式主火炬创新使用“零碳”甲醇燃料，综合利用焦炉气中的
与工业尾气中合成绿色甲醇，实现了循环内零碳排放。①制备甲醇的主反应：
该过程中还存在一个生成的副反应，结合反应： 写出该副反应的热化学方程式：②将
和按物质的量比混合，以固定流速通过盛放催化剂的反应器，在相同时间内，不同温度下的实验数据如图所示。已知：CH3OH产率=
i．催化剂活性最好的温度为
a． 483 K b． 503 K c． 523 K d． 543 K
ii．温度升高时
的平衡转化率降低，解释原因：iii．温度由
升到543K，CH3OH的实验产率降低，解释原因：(2)近年研究发现，电催化
和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含食废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。①电极b是电解池的
②电解过程中生成尿素的电极反应式是
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】利用甲烷还原SO2可以减轻环境污染，实现硫的回收。
已知：①甲烷的燃烧热为890kJ•mol﹣1；
②S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=﹣216kJ•mol﹣1
③H2O(1)=H2O(g)△H=+44kJ•mol﹣1
(1)CH4(g)+2SO2(g)
2S(s)+CO2(g)+2H2O(g) △H=___________ 。
(2)某温度下，向容积为2L的密闭容器中充入1.0molCH4和2.0molSO2，发生反应CH4(g)+2SO2(g)2S(s)+CO2(g)+2H2O(g)，CH4、CO2、SO2的物质的量随反应时间的变化情况如图所示。
①反应开始至达到平衡时，平均反应速率v(H2O)=___________ ；该温度下，该反应的平衡常数K=___________ 。
②5min时，改变的外界条件可能是___________ (填字母)。
A．升高温度 B．降低温度 C．加入催化剂 D．充入CH4(g)
③a、b点的逆反应速率：V逆(a)___________ (填“大于”、“小于”或“等于”)V逆(b)，原因是 ___________ 。
(3)一定温度下，向某密容器中充入一定量的CH4和SO2发生反应CH4(g)+2SO2(g)2S(s)+CO2(g)+2H2O(g)。
①若该容器容积恒定，则下列物理量不再改变时，一定能说明反应达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A．m(S) B．
C．CH4和CO2的浓度之和 D．容器中气体的密度
②该温度下，欲提高SO2的平衡转化率，可采取的措施有___________ (任答两条，下同)；欲缩短反应达到平衡所需的时间，可采取的措施有 ___________ 。
已知：①甲烷的燃烧热为890kJ•mol﹣1；
②S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=﹣216kJ•mol﹣1
③H2O(1)=H2O(g)△H=+44kJ•mol﹣1
(1)CH4(g)+2SO2(g)
2S(s)+CO2(g)+2H2O(g) △H=(2)某温度下，向容积为2L的密闭容器中充入1.0molCH4和2.0molSO2，发生反应CH4(g)+2SO2(g)
2S(s)+CO2(g)+2H2O(g)，CH4、CO2、SO2的物质的量随反应时间的变化情况如图所示。①反应开始至达到平衡时，平均反应速率v(H2O)=
②5min时，改变的外界条件可能是
A．升高温度 B．降低温度 C．加入催化剂 D．充入CH4(g)
③a、b点的逆反应速率：V逆(a)
(3)一定温度下，向某密容器中充入一定量的CH4和SO2发生反应CH4(g)+2SO2(g)
2S(s)+CO2(g)+2H2O(g)。①若该容器容积恒定，则下列物理量不再改变时，一定能说明反应达到平衡状态的是
A．m(S) B．
C．CH4和CO2的浓度之和 D．容器中气体的密度②该温度下，欲提高SO2的平衡转化率，可采取的措施有
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