历年高考化学平衡题

1、二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H

2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：

甲醇合成反应：

（ⅰ）CO (g)+ 2H2 (g) = CH3OH(g) △H1 = -90.1 kJ·mol -1

（ⅱ）CO2 (g)+ 3H2 (g) = CH3OH(g) + H2O (g) △H2 = -49.0 kJ·mol -1

水煤气变换反应：（ⅲ）CO (g)+ H2O (g) = CO2 (g)+ H2 (g) △H3 = -41.1 kJ·mol -1

二甲醚合成反应：（ⅳ）2CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O (g) △H4 = -24.5 kJ·mol -1

回答下列问题：（1）Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备

较高纯度Al 2O3的主要工艺流程是

(以化学方程式表示)。

（2）分析二甲醚合成反应（ⅳ）对于CO转化率的

影响。

（3）由H2和CO直接制备二甲醚（另一种产物为

水蒸气）的热化学方程式为。

根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反

应的影响。

（4）有研究者在催化剂（含Cu-Zn-Al-O和Al2O3）、

压强为5.0MPa的条件下，由H2

和CO直接制备二甲醚，结果如右图所示。其中CO转化

率随温度升高而降低的原因是

。

（5）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池（5.93kW·h·kg-1）。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极电极反应为，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20V，能量密度E= (列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1kW·h=3.6×106J

（1）1. Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O

2. NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓ (沉淀符号)+NaHCO3

3. 2Al(OH)3Al2O3+3H2O

（2）消耗甲醇，促进甲醇合成反应（ⅰ）平衡右移，CO转化率变大；生成的水通过水煤气变换反应（ⅲ）消耗部分CO

（3）4H2（g）+2CO（g）==CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H=-204.7kJ/mol，该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增大，反应速率增大。

（4）该反应为放热反应，其他条件不变的情况下，温度升高，平衡向逆反应方向移动，转化率降低。

（5）3H2O+CH3OCH3-12e-==2CO2+12H+ 12

2、光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。

(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为Mno2+4Hcl(浓)△MnCl2+Cl2↑+2H2O；

(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制各CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为－890.3 kJ/mol、－285.8kJ/mol和－283.0 kJ/mol，则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为__________；

(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为________________；

(4)COCl2的分解反应为COCl2(g) === Cl2(g) + CO(g) △H = +108 kJ/mol。反

应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线来示出)：

①计算反应在第8 min时的平衡常数K = __________

②比较第 2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度(T8)的高低：T(2)____T(8)(填“<”、“>”或“=”)；

③若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2) = ______mol/L；

④比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以υ(2—3)、υ(5—6)、υ(l2－13)表示]的大小____________；

⑤比较反应物COCl2在5－6 min和15－16 min时平均反应速率的大小：

υ(5－6) >υ(15－16)(填“<”、“>”或“=”)，原因是_______________。

3、由化学工业出版社20XX年出版的《甲醇工艺学》介绍，工业上可利用CO或CO2来生

产燃料甲醇。相关数据如下表所示：

化学反应平衡常

数

温度℃

500 700 800

①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)ΔH1

②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)ΔH2

③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH3K1K2

K3

2.51.0

0.341.7

0.152.5

2

(1)反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)上述三个反应中ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系式为____________。

(3)判断反应③的ΔH－ΔS________0。

(4) 反应③是在恒容密闭等温条件下，当反应达到平衡时，H2的物质的量浓度为c1，

然后向容器中再加入一定量的H2，待反应再一次达到平衡后，H2的物质的量浓度为c2。

则是c1________c2的关系。(填＞、＜、＝)。

(5)CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH3＝－a kJ/mol。下列措施中能使

n(CH3OH)/n(CO2)增大的是________(填写序号)。

a．升高温度b．充入He(g)，使体系压强增大

c．将H2O(g)从体系中分离d．再充入1 mol CH3OH(g)

(6) 500 ℃，反应CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，ΔH3＝－a kJ/mol。在1 L密闭容器中充入1 mol CO2、3 mol H2，平衡后热量变化为Q kJ，CO2的转化率为

(1)温度越高，平衡常数越小，说明平衡左移，则反应①是放热反应。(2)由盖斯定律推导。

(3)反应③是气体体积减少的反应，是一个熵减反应。(4)若是恒容密闭容器、反应后整

个体系的压强比之前来说减小了，加入氢气虽然正向移动，但是CO2(g)浓度较小、