[题目]下图为我国目前的能源消费结构图:(1)由图中数据可知.一定时期内.我国的能源结构仍以煤碳为主.但直接燃烧煤炭的弊端是 .(2)将煤转化为水煤气可有效降低煤对环境的破坏性.能量变化如图所示:根据以上数据.写出该反应的热化学方程式 ,(3)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料.将煤液化将克服直接将煤作为燃料的不足.其� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】下图为我国目前的能源消费结构图：

（1）由图中数据可知，一定时期内，我国的能源结构仍以煤碳为主，但直接燃烧煤炭的弊端是____。

（2）将煤转化为水煤气可有效降低煤对环境的破坏性，能量变化如图所示：

根据以上数据，写出该反应的热化学方程式_________________；

（3）甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。将煤液化将克服直接将煤作为燃料的不足。其反应原理为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g) ＋H2O(g)。

①在适当的催化剂作用下，该反应能自发进行。则该反应ΔH______0（填“>”、“<”或“=”）

②在体积一定的密闭容器中发生该反应，达到平衡后升高温度，下列说法正确的是______。

A．平衡正向移动 B．达到新的平衡后体系的压强增大

C．H2的转化率增大 D．体系的密度增大

③下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______。（填字母）

a.混合气体的平均相对分子质量保持不变 b.1 mol CO2生成的同时有3 mol H—H键断裂

c.CO2的转化率和H2的转化率相等 d.混合气体的密度保持不变

④在相同起始温度（500℃）、起始体积相同（2L）的三个密闭容器中分别进行该反应，控制不同条件，反应过程中部分数据见下表：

	反应时间	CO2/mol	H2/mol	CH3OH/mol	H2O/mol
反应Ⅰ：恒温恒容	0 min	2	6	0	0
反应Ⅰ：恒温恒容	10 min		4.5
反应Ⅱ：恒温恒压	0 min	1	3	1	1
反应Ⅲ：绝热恒容	0 min	0	0	2	2

查阅资料发现500℃时该反应的平衡常数为2.5。则反应Ⅰ在10min时v正______v逆，则反应均达到平衡时，反应Ⅰ、Ⅱ对比H2的百分含量关系w%Ⅰ（H2）______w%Ⅱ（H2），反应Ⅰ、Ⅲ对比：平衡时CH3OH的浓度c(I)_______c(Ⅲ)（本小题均用“>”、“<”或“＝”填空）。

【答案】污染大，资源利用率低C(s)+H2O(g) == CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ/mol＜Bab＞＜＜

【解析】

（1）煤燃烧会产生二氧化硫等对环境有危害的气体，且利用低下；

因此，本题正确答案为：污染大，资源利用率低；

（2）根据图像可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应为吸热反应，所以C(s)+H2O(g) == CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ/mol，

因此，本题正确答案为：C(s)+H2O(g) == CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ/mol；

（3）①根据反应自发进行时焓减熵增的原则，CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g) ＋H2O(g)是熵减的反应，若反应能够自发进行，则焓减即反应的ΔH<0；

因此，本题正确答案为：<；

②A 、升高温度，平衡逆向移动，故A错误；

B 、升高温度，平衡逆向移动，气体分子数增多，达到新的平衡后体系的压强增大，故B正确；

C 、升高温度，平衡逆向移动，H2的转化率减小，故C错误；

D、恒容密闭容器中，容器的体积不变，气体的质量不变，所以气体的密度始终不变，故D错误；

因此，本题正确答案为：B；

③a.该反应是气体的物质的量变化的可逆反应，混合气体的平均相对分子质量一直变化，当达到平衡时，混合气体的平均相对分子质量保持不变，故a正确，

b.1 mol CO2生成的同时有3 mol H—H键断裂，表示正逆反应速率相等，是达到平衡状态的标志，故b正确；

c.CO2的转化率和H2的转化率相等，不能说明正逆反应速率相等，不是平衡状态的标志，故c错误；

d. 气体的密度=m(混)/V，反应前后各物质均为气体，容器的体积不变，气体的质量不变，所以气体的密度始终不变，不是平衡的标志，故d错误；

因此，本题正确答案为：ab；

④ CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g) ＋H2O(g)

起始（mol） 2 6 0 0

变化（mol） 0.5 1.5 0.5 0.5

10 min时（mol） 1.5 4.5 0.5 0.5

10 min时浓度商Qc===<2.5=K，则反应Ⅰ在10min时v正>v逆，

从表格数据可知，三个反应起始投料，换算到反应式同一边，起始量相同，故只需分析条件对平衡的影响：

反应Ⅰ是恒温恒容、反应Ⅱ是恒温恒压，由于该反应是气体体积减小的反应，故反应Ⅰ相对于反应Ⅱ是减小压强，平衡向逆向移动，H2的百分含量减小，所以w%Ⅰ（H2）＜w%Ⅱ（H2），

反应Ⅰ是恒温恒容、反应Ⅲ是绝热恒容，由于该反应的正反应为放热反应，反应Ⅲ相对于反应Ⅰ是升高温度，平衡向逆向移动，平衡时CH3OH的浓度增大，c(I) ＜c(Ⅲ)。

因此，本题正确答案为：>；<；<。

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时间水样	0	5	10	15	20	25
Ⅰ(pH＝2)	0.40	0.28	0.19	0.13	0.10	0.09
Ⅱ(pH＝4)	0.40	0.31	0.24	0.20	0.18	0.16
Ⅲ(pH＝4)	0.20	0.15	0.12	0.09	0.07	0.05
Ⅳ(pH＝4，含Cu2+)	0.20	0.09	0.05	0.03	0.01	0