《浙江省选考化学培优“题对题”提分狂练》题型19：化学反应原理(解析版)

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2021 届浙江省选考化学培优“题对题”提分狂练

题型 19：化学反应原理

1．甲醇是重要的能源以及化工原料。

(1)已知：

(I)CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H1=-442.8kJ·mol-1

(II)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566.0kJ·mol-1

(III)H2O(l)=H2O(g)△H3=44.0kJ·mol-1

25°C 时，甲醇完全燃烧的热化学方程式为________________________。

(2)工业上利用 CO2和H2制甲醇：

(IV)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ·mol-1。

① 借助高分子选择性吸水膜可有效提高 CO2平衡利用率。其原因是_____________。

② 下列关于反应 IV 的说法正确的是_________(填序号)。

A．有利于减少碳排放，体现了绿色化学思想

B．充分反应后，放出热量可能大于 49kJ

C．降低温度可提高 CH3OH 含量，工业生产时应控制低温

D．当气体密度保持不变时，反应一定达到平衡状态

(3)经研究发现，反应 IV 分两步完成：

(V)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

(VI)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H＜0

①当1molCO2和3molH2投入密闭容器中，当反应 V、VI 达到平衡后，经测定容器中

n(CO2)=n(CO)，n(H2)=n(H2O)。则混合气体中水蒸气的体积分数为_____________。

② 下列关于反应 VI 的图像，不正确的是___________(填序号)。

③ 经研究发现，反应 VI 的速率显著低于反应 V，请画出反应过程中 CO 的浓度随时间的变化________

________。

【答案】（1）2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1627.6kJ/mol

（2）① H2O被吸收，使平衡右移，提高 CO2的利用率 ② AB

（3）① (或0.3125 或0.31)②AC③

【解析】(1)已知：(I)CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H1=-442.8kJ·mol-1，(II)2CO(g)

+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566.0kJ·mol-1，(III)H2O(l)=H2O(g)△H3=44.0kJ·mol-1 则按盖斯定律，由 2×(I)+(II)-

4×(III)可得 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H；则△H=2×△H1+△H2-4×△H3=-1627.6kJ/mol；甲醇

完全燃烧的热化学方程式为：2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1627.6kJ/mol；(2)① 借助高分子

选择性吸水膜，可吸收水，降低 H2O(g)浓度，则 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)向右移动，能

有效提高 CO2平衡利用率；②关于反应 IV——CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ·mol-1：

A.吸收了二氧化碳，有利于减少碳排放，体现了绿色化学思想，A正确；B.当反应消耗的二氧化碳大于

1mol 时，放出热量大于 49kJ，B正确；C.反应放热，降低温度可使平衡右移，提高 CH3OH 含量，但是温

度降低，反应速率下降，则不利于提高产量，应综合经济效率，选择适当高的温度而不是控制低温，C错

误；D.若反应在恒温恒容的密闭容器中进行时，气体密度始终保持不变，故密度不变不一定达到平衡状态，

D错误；故选 AB；(3)①当1molCO2和3molH2投入密闭容器中，当反应 V、VI 达到平衡后，经测定容

器中 n(CO2)=n(CO)，n(H2)=n(H2O)。设水蒸气的物质的量 n(H2O)=x，则：

按已知条件：n(CO2)=n(CO)，则，得，则平衡时，n(CO2)=n(CO)=

，n(H2)=n(H2O)= ，n[CH3OH(g)]= ，混合气体中水蒸气的体积分数为

；②下列关于反应 VI——CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H＜0：A项，正反应

是放热反应，升温平衡左移，K变小，但，通常不是线性变化，A错误；B项，温度

升高，正、逆反应速率均增加，逆反应速率增加得更快， B正确；C项，CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

△H＜0是放热反应，C错误；D项，当 =2 时，符合化学方程式计量数，当小于 2且逐渐增

大时，既有利于平衡右移同时随着甲醇不断生成、有利于增大混合气体中甲醇含量，大于 2且越

大时，虽有利于平衡右移、有利于提高 CO 转化率，但混合气体中甲醇含量呈下降趋势，D正确；则答案

为AC；

③ 经研究发现，反应 VI 的速率显著低于反应 V，则一开始反应(V)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)

为主，CO 从无到有，浓度不断增大，等大部分二氧化碳基本消耗以后，反应(VI)CO(g)+2H2(g) 

CH3OH(g)为主，则 CO 浓度就逐渐减小直到处于平衡状态时浓度不再变化。故反应过程中 CO 的浓度随时

间的变化为：。

2．(1)煤气化制合成气(CO 和H2)

已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH2＝131.3kJ·mol−1

C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)ΔH2＝90kJ·mol−1

则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是_____

(2)由合成气制甲醇

合成气 CO 和H2在一定条件下能发生反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH＜0。

① 在容积均为 VL 的甲、乙、丙、丁四个密闭容器中分别充入 amolCO 和2amolH2，四个容器的反应

温度分别为T1、T2、T3、T4且恒定不变。在其他条件相同的情况下，实验测得反应进行到 tmin 时H2的体

积分数如图所示，则 T3温度下的化学平衡常数为_____(用a、V表示)

② 图反映的是在 T3温度下，反应进行 tmin 后甲醇的体积分数与反应物初始投料比的关系，请

画出 T4温度下的变化趋势曲线。______________

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