碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成DMC：CO2 + 2CH3OH → CO(OCH3)2 + H2O，但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为：TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。
（1）已知25℃时，甲醇和DMC的标准燃烧热分别为△H1和△H2，则上述反应在25℃时的焓变△H3=_____。
（2）根据反应温度对TON的影响图（下左图）判断该反应的焓变△H________0（填“>”、“=”或“<”），理由是________________________________。
（3）根据反应时间对TON的影响图（上右图），已知溶液总体积10mL，反应起始时甲醇0.25mol，催化剂0.6×10—5 mol，计算该温度下，4～7 h内DMC的平均反应速率：________；计算10 h时，甲醇的转化率：________。
（4）根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图（下图），判断下列说法正确的是___ __。
a. 由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
b. 在反应体系中添加合适的脱水剂，将提高该反应的TON
c. 当催化剂用量低于1.2×10—5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高
d. 当催化剂用量高于1.2×10—5 mol时，随着催化剂用量的增加，DMC的产率反而急剧下降
（15分）
（1）2△H1 — △H2 （3分）
（2）< （2分） 经过相同的反应时间，温度较低时，反应未达到平衡；温度较高时，反应已达到平衡，随着温度升高，TON减小，即平衡向左移动，说明该反应放热（3分）
（3）1×10-3 mol·L-1·h-1（ 2分） 8.4×10-2 % （2分）
（4）ab（3分）
解析试题分析：
（1）根据反应①CH3OH(l)+1.5O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1，②CO(OCH3)2(l)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ΔH1，根据盖斯定律有目标反应等于①×2-②，故有ΔH3=2ΔH1-ΔH2
（2）根据图可知，温度升高，平衡逆向移动，故正反应放热ΔH<0；
（3）4h，TON=20，7h，TON=30，ΔTON=10，Δ甲醇=10×0.6×10-5mol=0.6×10-4mol，速率为0.6×10-4mol÷0.01L÷3h=2×10-3 mol·L-1·h-1，10h，转化的甲醇为35×0.6×10-5mol=2.1×10-4mol，转化率为2.1×10-4mol÷0.25mol=8.4×10-2 %
（4）a、正确，b、减少水，使平衡正向移动，正确；cd、TON和转化率不是一样，错误；
考点：考查化学反应速率及化学平衡等相关知识。涉及新信息的获取和解决问题能力。
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案科目：高中化学 来源： 题型：填空题
运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义
（1）硫酸生产过程中2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)，平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图
所示，根据图回答下列问题：
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H__________0（填“＞”或“＜”）。
②一定条件下，将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应，能说明该反应已达到平衡的是 。
a．体系的密度不发生变化
b．SO2与SO3的体积比保持不变
c．体系中硫元素的质量百分含量不再变化
d．单位时间内转移4 mol 电子，同时消耗2 mol SO3
e．容器内的气体分子总数不再变化
（2）一定的条件下，合成氨反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。
图1 图2 图3
①该反应的平衡常数表达式为 ，升高温度，平衡常数 （填“增大”或“减小”或“不变”）。
②由图2信息，计算0～10min内该反应的平均速率v(H2)＝ ，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n(N2)的变化曲线为 。
③图3 a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是 点，温度T1 T2（填“＞”或“＝”或“＜”）
（3）若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应，所得溶液呈 性，所得溶液中c（H+）－ c（OH－）＝ （已知：H2SO3：Ka1＝1.7×10－2，Ka2＝6.0×10－8，NH3·H2O：Kb＝1.8×10－5）
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
| 化学反应 | 平衡常数 | 温度℃ | ||
| 500 | 700 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
| ②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g) | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
| ③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O (g) | K3 | | | |
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程图如下：
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在______的郊区(填标号）
A.有丰富黄铁矿资源的城市 B.风光秀丽的旅游城市
C.消耗硫酸甚多的工业城市 D.人口稠密的文化、商业中心城市
(2)沸腾炉中发生反应的化学方程式为_____，接触室中发生反应的化学方程式是_____。
(3) 在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是_____。
A. 硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中反应
B. 从沸腾炉出来的气体要净化，因为炉气中的SO2会与杂质反应
C. SO2氧化成SO3要用催化剂，这样可提高SO2的转化率
D. SO3用98. 3%的浓硫酸来吸收，目的是为了防止形成酸雾，以提髙SO3吸收效率
(4) 下表是压强对SO2平衡转化率的影响
对于SO2转化SO3的反应,增大压强可使转化率______________，但在实际工业生产中常采用常压条件，理由是________________________________。
(5)某工厂用500t含硫量为48%的黄铁矿制备硫酸，若在沸腾炉中有2%的FeS2损失,在接触室中SO3的产率为96%,则可得到98%的浓硫酸的质量是_____t。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
水煤气转化反应CO(g)+H2O(g) 
CO2(g)+H2 (g)在一定温度下达到化学平衡状态。
完成下列填空：
（1）写出该反应的平衡常数表达式K=________________。
（2）一定温度下，在一个容积不变的密闭容器中发生上述反应，下列说法中能判断该反应达到化学平衡状态的是 （选填编号）。
a．容器中的压强不变 b．1 mol H－H键断裂的同时断裂2 molH－O键
c．v正(CO) = v逆(H2O) d．c(CO) = c(H2)
（3）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下实验组1和实验组2的数据：
| 实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
| H2O | CO | H2 | CO | |||
| 1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 3 |
| 2 | 650 | 1 | 2 | 0.8 | 1.2 | 5 |
| 3 | 950 | 1 | 2 | — | — | — |
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
1200℃时可用反应 2BBr3(g)+ 3H2(g)
2B(s) + 6HBr(g) 来制取晶体硼。完成下列填空：
（1）下列说法能说明该反应达到平衡的是______（选填序号，下同）。
a. v正(BBr3)= 3v逆(HBr) b. 2c(H2) = c(HBr)
c.密闭容器内压强不再变化 d. 容器内气体平均摩尔质量不再变化
（2）若密闭容器体积不变，升高温度，晶体硼的质量增加，下列说法正确的是_________。
a. 在平衡移动时正反应速率先增大后减小
b. 在平衡移动时逆反应速率始终增大
c. 正反应为放热反应
d. 达到新平衡后反应物不再转化为生成物
（3）若上述反应在10L的密闭容器内反应，5min后，气体总质量减少1.1 g，则该时间段内氢气的平均反应速率为__________________。
（4）往容器中充入0.2 mol BBr3和一定量H2，充分反应达到平衡后，混合气体中HBr百分含量与起始通入H2的物质的量有如图关系。在a、b、c三点中，H2 的转化率最高的是______（选填字母）。b点达到平衡后，再充入H2使平衡到达c点，此过程中平衡移动的方向为__________（填“正向”、“逆向”或“不移动”）。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
在一定条件下，NO与NO2混合可生成N2O3，反应的化学方程式为：NO(g)+NO2(g)
N2O3(g) ΔH<0
下图表示一定量的NO、NO2混合气体发生反应时，NO2浓度在前25s内的变化。该反应进行到45s时达到平衡，测得NO2浓度约为0.010mol/L。
（1）前20s内，NO2的平均反应速率为_________________。
（2）其他条件不变，①升高温度，NO2的转化率_______ （填“增大”、“减小”或“不变”）。
②压缩气体体积，该反应平衡向_______移动（填“正向”或“逆向”）。
（3）若反应延续至70秒，请在答题卡图中画出25秒至70秒的反应进程曲线。
（4）若在反应开始时加入催化剂(其他条件都不变)，请在答题卡图中画出加催化剂后的反应进程曲线。
（5）NO、NO2的混合气体用NaOH溶液吸收，得到的盐只有一种，则该反应的离子方程式为：___________________________________，该反应的氧化剂是______________。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
一定温度时，在容积一定的密闭容器中，反应A(？)＋B(g) 
C(g)＋D(g)达到平衡后，升高温度容器内气体的密度增大。请回答下列问题：
（1）正反应是 （填“放热”或“吸热”）反应；该反应的化学平衡常数的表达式是 。
（2）能判断该反应一定达到平衡状态的依据是 。（填写字母编号）
A．体积分数组成C％＝D％
B．单位时间内生成n molA的同时生成n molC
C．温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
D．温度和体积一定时，容器内压强不再变化
（3）该反应的正反应速率随时间变化的关系如图所示。t2时改了某种条件，改变的条件是 。（填写字母编号）
A．升温 B．加压 C．催化剂 D．增加A的量
（4）升高温度到T℃时，在一密闭容器中充入2mol A和3mol B，发生上述反应。平衡后测得K=1。然后在温度不变的情况下，扩大容器容积至原来的10倍，结果A的百分含量始终未改变，则此时B的转化率是 。
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科目：高中化学 来源： 题型：问答题
[15分]甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：
| 反应过程 | 化学方程式 | 焓变△H (kJ/mol) | 活化能Ea (kJ/mol) |
| 甲烷氧化 | CH4(g)＋2O2(g) CO2(g)＋2H2O(g) | －802.6 | 125.6 |
| CH4(g)＋O2(g)CO2(g)＋2H2(g) | －322.0 | 172.5 | |
| 蒸汽重整 | CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) | 206.2 | 240.1 |
| CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g) | 165.0 | 243.9 |
CO2(g)＋H2(g)的△H= kJ/mol。CO(g)＋3H2(g)的KP＝ ；
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