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
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
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）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）Ⅰ
CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1．①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均速率为______．
②图中的P1______P2（填“＜”、“＞”或“=”），100℃时平衡常数的值为______．
③在其它条件不变的情况下降低温度，逆反应速率将______（填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）在压强为0.1MPa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：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）Ⅱ．
④该反应的△H______0，△S______0（填“＜”、“＞”或“=”）．
⑤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 D．再充入1mol CO和3mol H2
⑥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．
A．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据．
B．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图（如图2），并标明各曲线的压强．
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）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）Ⅰ
CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1．①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均速率为______．
②图中的P1______P2（填“＜”、“＞”或“=”），100℃时平衡常数的值为______．
③在其它条件不变的情况下降低温度，逆反应速率将______（填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）在压强为0.1MPa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：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）Ⅱ．
④该反应的△H______0，△S______0（填“＜”、“＞”或“=”）．
⑤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 D．再充入1mol CO和3mol H2
⑥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．
| 实验编号 | T（℃） | n（CO）/n（H2） | P（MPa） |
| i | 150 | [1/3] | 0.1 |
| ii | ______ | ______ | 5 |
| iii | 350 | ______ | 5 |
B．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图（如图2），并标明各曲线的压强．
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（1）①根据v（H2）=3v（CH4）=3×
1.0mol×0.5
100L
5min=0.0030mol?L-1?min-1，故答案为：0.0030mol?L-1?min-1；
②根据化学方程式可以得出，增大压强，化学平衡逆向移动，甲烷的转化率减小，可以去200℃来分析，发现甲烷的转化率是p1时大于p2时的，所以P1＜P2，
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）
初始浓度：0.01 0.02 0 0
变化浓度：0.0050.005 0.005 0.015
平衡浓度：0.0050.015 0.005 0.015
100℃时平衡常数=
0.005×(0.015)3
0.005×0.015（mol/L）2=2.25×10-4 （mol/L）2，
故答案为：＜；2.25×10-4；
③降低温度，正逆反应速率都减小，故答案为：减小；
（2）④混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇，则说明正反应是放热反应，所以△H＜0；正反应是气体物质的量减小的反应，气体的物质的量越多，其熵越大，所以△S＜0，故答案为：＜；＜；
⑤A．该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，甲醇的产率降低，故A错误；
B．将CH3OH（g）从体系中分离，产物的浓度降低，平衡向正反应移动，甲醇的产率增加，故B错误；
C．充入He，使体系总压强增大，容器容积不变，反应混合物各组分浓度不变，平衡不移动，甲醇的产率不变，故C错误；
D．再充入1mol CO和3mol H2，可等效为压强增大，平衡向体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，甲醇的产率增加，故D正确．
故答案为：BD；
⑥A．采取控制变量法，探究合成甲醇的温度和压强的适宜条件，所以温度、压强是变化的，n（CO）/n（H2）保持不变，比较使用1、2，压强不同，所以温度应相同，应为150℃，故答案为：150；[1/3]；[1/3]；
B．增大压强，平衡向平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大，升高温度，平衡向逆反应方向移动，则CO的转化率减小，图象可为
，
故答案为：．
1.0mol×0.5
100L
5min=0.0030mol?L-1?min-1，故答案为：0.0030mol?L-1?min-1；
②根据化学方程式可以得出，增大压强，化学平衡逆向移动，甲烷的转化率减小，可以去200℃来分析，发现甲烷的转化率是p1时大于p2时的，所以P1＜P2，
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）
初始浓度：0.01 0.02 0 0
变化浓度：0.0050.005 0.005 0.015
平衡浓度：0.0050.015 0.005 0.015
100℃时平衡常数=
0.005×(0.015)3
0.005×0.015（mol/L）2=2.25×10-4 （mol/L）2，
故答案为：＜；2.25×10-4；
③降低温度，正逆反应速率都减小，故答案为：减小；
（2）④混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇，则说明正反应是放热反应，所以△H＜0；正反应是气体物质的量减小的反应，气体的物质的量越多，其熵越大，所以△S＜0，故答案为：＜；＜；
⑤A．该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，甲醇的产率降低，故A错误；
B．将CH3OH（g）从体系中分离，产物的浓度降低，平衡向正反应移动，甲醇的产率增加，故B错误；
C．充入He，使体系总压强增大，容器容积不变，反应混合物各组分浓度不变，平衡不移动，甲醇的产率不变，故C错误；
D．再充入1mol CO和3mol H2，可等效为压强增大，平衡向体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，甲醇的产率增加，故D正确．
故答案为：BD；
⑥A．采取控制变量法，探究合成甲醇的温度和压强的适宜条件，所以温度、压强是变化的，n（CO）/n（H2）保持不变，比较使用1、2，压强不同，所以温度应相同，应为150℃，故答案为：150；[1/3]；[1/3]；
B．增大压强，平衡向平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大，升高温度，平衡向逆反应方向移动，则CO的转化率减小，图象可为
，故答案为：
．
1年前
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