甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。...

（14分）甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。

(1)将1 mol CH₄和2 mol H₂O(g)通入反应室（容积为100L），并在一定条件下发生如下反应：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)……Ⅰ

测得CH₄的转化率与温度、压强的关系如图。

①当压强为P₁，温度为100℃时达到平衡所需的时间为5min。则用H₂表示0～5min内的平均反应速率为______。

②图中的P₁_________P₂（填“<”、“>”或“＝”）。

③100℃时该反应的平衡常数为______________。

④在其它条件不变时降低温度，反应Ⅰ的逆反应速率将________(填“增大” “减小”或“不变”)，反应_________移动（填“向正方向”、“向逆方向”或“不”）。

（2）在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇，其反应如下：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)……Ⅱ

①则该反应的△H________0，△S_________0(填“<”、“>”或“＝”)。

②若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是___________。

A．升高温度    B．将CH₃OH(g)从体系中分离   C．充入He，使体系总压强增大

③为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。

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甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

(1)将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入容积为10L的反应室，在一定条件下发生反应Ⅰ：CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为_________；

②100℃时平衡常数为______________，在其他条件不变的情况下升高温度，化学平衡常数将_________（“减小”“不变”或“增大”）；

③图中的p1______（填“＞”“＜”或“=”）p2；

(2)在常温、压强为0.1MPa条件下，a molCO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发发生反应Ⅱ：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)

①该反应的ΔH_______（填“＜”“＞”或“=”，下同）0，ΔS________；

②若容器容积不变，下列措施可以提高CO转化率的是_________；

A、升高温度　　　　　　　　　　　　　　　　 B、将CH3OH(g)从体系中分离出来

C、再充入1molCO和3molH2　　　　　　 D、充入He，使体系总压强增大

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（12分）甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。

① CH₄(g)+H₂O(g)  CO(g)+3H₂(g)   △H₁

② CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g)       △H₂

将0.20mol CH₄和0.30 mol H₂O(g)通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH₄的转化率与温度、压强的关系如图。

（1）已知在P₁、100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用CH₄表示的平均反应速率为______。

（2）反应①的△H₁________0，图中的P₁______P₂（填“<”、“=”或“>”）。

（3）在压强为0.1MPa条件下，将一定量CO与H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇，则反应②的△H₂________0，△S________0（填“<”、“=”或“>”）。

（4）根据题中给出的数据，计算反应①在100℃时的平衡常数值（写出计算过程及结果）

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实验编号	T（℃）	n （CO）/n（H2）	P（MPa）
I	150		0.1
II			5
III	350		5

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甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

① CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　　 △H1

② CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　　　　 △H2

将0.20mol CH4和0.30 mol H2O(g)通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。

（1）已知在P1、100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用CH4表示的平均反应速率为______。

（2）反应①的△H1____0，图中的P1______P2（填“<”、“=”或“>”）。

（3）在压强为0.1MPa条件下，将一定量CO与H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇，则反应②的△H2____0，△S____0（填“<”、“=”或“>”）。

（4）根据题中给出的数据，计算反应①在100℃时的平衡常数值____________（写出计算过程及结果）

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甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

① CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　　 ΔH1

② CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　　　　 ΔH2

将0.20mol CH4(g)和0.30 mol H2O(g)通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH4的转化率与温度、压强的关系如图。

（1）温度不变，缩小体积，增大压强，①的反应速率　　 ______（填“增大”、“减小”或“不变”），平衡向　　 　 　 ___方向移动。

（2）温度升高，反应①的ΔH1　　 　　　 0（填“<”、“=”或“>”），其平衡常数表达式为K=　　　　　　 ，100℃时的平衡常数值是　　　　 ______。

（3）在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3 a mol H2的混合气体在催化剂作用下进行反应②生成甲醇。为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。

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甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上可以用CH4和H2O为原料来制备甲醇．

（1）将1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入容积为10L的反应室，在一定条件下发生反应

Ⅰ：CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g），CH4的转化率与温度、压强的关系如图甲：

已知100℃,压强为P1时,达到平衡所需的时间为5min，

①则用 H2 表示的平均反应速率为______．

②在其它条件不变的情况下升高温度，化学平衡常数将____（填“增大”“减小”或“不变”）．

③图中的P1____P2（填“＜”、“＞”或“=”），在100℃,压强为P1时平衡常数为_______．

④保持反应体系100℃,压强为P1，5min后再向容器中冲入H2O、 H2各0.5mol，化学平衡将向___移动（填“向左”“向右或“不”）．

（2）在一定条件下，将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发发生反应

Ⅱ：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）

①该反应的△H___0，△S___0（填“＜”、“＞”或“=”）．

②若容器容积不变，下列措施可以提高CO转化率的是____．

A．升高温度　　　　　　

B．将CH3OH（g）从体系中分离出来

C．充入He，使体系总压强增大

D．再充入1mol CO和3mol H2．

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（6分）甲醇(CH3OH)和二甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备甲醇和二甲醚的工业流程如下：

根据要求回答下列问题：

（1）“反应室1”在一定条件下反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)　　　　　　　 ΔH= -90.8kJ·mol-1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　　 　 ΔH= -23.5kJ·mol-1

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　　　　 ΔH= -41.3kJ·mol-1

完成热化学反应方程式：3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)；ΔH=　　　　 。

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（6分）甲醇(CH3OH)和二甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备甲醇和二甲醚的工业流程如下：

根据要求回答下列问题：

（1）“反应室1”在一定条件下反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)　　　　　　 ΔH = -90.8kJ·mol-1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　　 ΔH = -23.5kJ·mol-1

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　　　 ΔH = -41.3kJ·mol-1

完成热化学反应方程式：3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)；ΔH =　　　　　　 。

（3）某科研机构研制的一种新型的质子交换膜二甲醚燃料电池(DDFC)，该电池有较高的安全性。该电池总反应为CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O，其工作原理如图所示。

电极a的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　 。

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