CO与H2在催化剂作用下合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。在容...

（6分）合成气经压缩升温后进入10m³甲醇合成塔，在催化剂作用下，进行甲醇合成，主要反应是：2H₂(g) + CO(g) CH₃OH(g) △H =-181.6kJ·mol^-1。T₄℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入CO、H₂，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

⑴ 比较此时正、逆反应速率的大小：v_正v_逆 （填“>”、“<”或“＝”)。

⑵ 若加入同样多的CO、H₂，在T₅℃反应，10 min后达到平衡，此时c(H₂)＝0.4 mol·L^－1，则该时间内反应速率v(CH₃OH) ＝________mol·(L·min)^－1。

⑶ 生产过程中，合成气要进行循环，其目的是________。

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（14分）甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：

① CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)　　　　　　　　　　 △H1

② CO2(g) + 3H2(g)CH3OH（g）+ H2O(g)　　　 △H2

③ CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)　　　　　　 △H3

回答下列问题：

（1）已知

则△H1=　　　　　　 kJ.mol-1

（2）图1中能正确表现反应①的平衡常数K随温度变化关系的曲线为　　　 　　　　　 （填曲线标记字母），判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而　　　　　　 （填“增大”或“减小”）原因是　　　　　　　　　　　　　 。

图2中的压强由大到小为　　　　　　　　 ，判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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CO与H₂在催化剂作用下合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)。在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入等量的1mol CO和2mol H₂混合气体，控温。实验测得相关数据如下图1和图2。

下列有关说法正确的是

A．该反应的正反应是气体体积减小的吸热反应

B．K₁＜K₂     (K为该条件下反应的平衡常数)

C．反应进行到5min时，a、b两容器中平衡正向移动，d、e两容器中平衡逆向移动

D．将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，可采取的措施有升温或减压

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CO与H₂在催化剂作用下合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)。在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入等量的1mol CO和2mol H₂混合气体，控温。实验测得相关数据如下图1和图2。

下列有关说法正确的是

A．该反应的正反应是气体体积减小的吸热反应

B．K₁＜K₂     (K为该条件下反应的平衡常数)

C．反应进行到5min时，a、b两容器中平衡正向移动，d、e两容器中平衡逆向移动

D．将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，可采取的措施有升温或减压

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CO与H₂在催化剂作用下合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)。在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入等量的1mol CO和2mol H₂混合气体，控温。实验测得相关数据如下图1和图2。

下列有关说法正确的是

A．该反应的正反应是气体体积减小的吸热反应

B．K₁＜K₂     (K为该条件下反应的平衡常数)

C．反应进行到5min时，a、b两容器中平衡正向移动，d、e两容器中平衡逆向移动

D．将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，可采取的措施有升温或减压

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甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，可用Pt/Al2O3、Pd/C、 Rh/SiO2等作催化剂，采用如下反应来合成甲醇:2H2 (g)+CO(g)⇌CH3OH(g)

(1)下表所列数据是各化学键的键能，该反应的ΔH=_______(用含字母的代数式表示)。

(2)某科研小组用Pd/C作催化剂，在450℃时，研究了n(H):n(CO)分别为2:1、3:1时CO转化率的变化情况(如图)，则图中表示n(H2)：n(CO)=3:1的变化曲线为______(填“曲线a"或“曲线b”)。

(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应，在2L的恒容密闭容器内充入1 mol CO和2molH2，加入合适催化剂后在某温度下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：

则从反应开始到20min时，CO的平均反应速率为________,该温度下的平衡常数K为_______.

(4)将CO和H2加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH<0。平衡时CO的体积分数(%)与温度和压强的关系如下图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。

T1、T2、T3由大到小的关系是_________,判断理由是____________

(5)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池，其工作原理如图

①石墨2为__________ (填“正“或“负“)极。

②石墨1极发生的电极反应式为________

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甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO ( g ) + 2H2 ( g ) CH3OH ( g ) △H ＝-90.8 kJ·mol－1 在一容积可变的 密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH2，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态A 时，容器的体积为20 L。

（1）该反应的化学平衡常数表达式为　　　　 。

（2）如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2，

则在平衡状态B时容器的体积V（B）= 　　　　 L。

（3）关于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在化学平衡状态时的描述正确的是　　 （填字母）。

A．CO的含量保持不变

B．容器中CH3OH浓度与CO浓度相等

C．2V正（CH3OH）=V正（H2）

D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

（4）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，按照相同的物质的量　 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。下列说法正确的是　　　　 。

A．温度：T1 < T2 <T3

B．正反应速率：ν（a）>ν（c）； ν（b）>ν（d）

C．平衡常数： K(a) =K(c) ； K(b) >K(d)

D．平均摩尔质量：M(a)<M(c)； M(b)>M(d)

（5）已知CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） △H= + 41.3 kJ·mol－1 ，试写出由 CO2和H2制取甲醇的热化学方程式　　　　 。

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甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO ( g ) + 2H₂ ( g ) CH₃OH ( g ) △H ＝-90.8 kJ·mol^－1 在一容积可变的 密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH₂，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态A 时，容器的体积为20 L。

（1）该反应的化学平衡常数表达式为________。

（2）如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H₂，则在平衡状态B时容器的体积V（B）= ________________ L。

（3）关于反应CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)在化学平衡状态时的描述正确的是________（填字母）。

A．CO的含量保持不变       B．容器中CH₃OH浓度与CO浓度相等

C．2V_正（CH₃OH）=V_正（H₂）D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

（4）CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)，按照相同的物质的量  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。下列说法正确的是________。

A．温度：T₁ < T₂ <T₃

B．正反应速率：ν（a）>ν（c）； ν（b）>ν（d）

C．平衡常数： K(a) =K(c) ； K(b) >K(d)

D．平均摩尔质量：M(a)<M(c)； M(b)>M(d)

（5）已知CO₂（g）+H₂（g）CO（g）+H₂O（g） △H= + 41.3 kJ·mol^－1 ，试写出由

CO₂和H₂制取甲醇的热化学方程式________。

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