第二章第四节化学反应进行的方向四星题1．(14分)甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：（i）制备合成气：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)（ii）合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)请回答下列问题：（1）制备合成气：将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应（i）；CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。①已知100℃时达到平衡的时间为5min，则从反应开始到平衡，用氢气表示的平均反应速率为：v(H2)=。②图中p1p2（填“<”、”“>”或“=”）。③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO2，发生反应如下：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为。（2）合成甲醇：在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下，向2L的密闭容器中通入1molCO(g)和2molH2(g)，发生反应(ii)，反应过程中，CH3OH的物质的量（n）与时间（t）及温度的关系如图所示。①反应（ii）需在（填“高温”或“低温”）才能自发进行。②据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变，原因是（用化学方程式表示）。③在500℃恒压条件下，请在上图中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图。（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为：CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g)，科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是。(填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是。【答案】(14分)（1）①0.003mol·L-1min-1（2分）②<（1分）③3:1（2分）（2）①低温（1分）②Cu2O+CO2Cu+CO2（2分）③（画出达平衡时间小于2s给1分；画出平衡时纵坐标高于恒容时给1分。共2分。）（3）①4.0×106（2分）②低于80℃，反应速率较小；高于80℃时，温度对反应速率影响较小，又因反应放热，升高温度时平衡逆向移动，转化率降低（答出前者给1分；答出后者即给2分；）【解析】试题分析：（1）①100℃时达到平衡的时间为5min，甲烷的转化率是0.5，则甲烷的浓度减少1.0mol×0.5/100L=5×10-3mol/L，则氢气的浓度增加5×10-3mol/L×3=0.015mol/L，v(H2)=0.015mol/L/5min=0.003mol·L-1min-1；②温度相同时，增大压强，平衡逆向移动，则甲烷的转化率减小，所以p1
