计算题  甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O为原料来制备甲醇：
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ?? CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ……Ⅱ。
（1）将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100L反应室，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。

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为??????????。
②图中的P1????P2（填“<”、“>”或“=”），100℃时平衡常数的值为???????????。
（2）在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a?mol H2的混合气体在催化剂作用下，自发反应Ⅱ，生成甲醇。
③该反应的△H????0；若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是?????。

A．升高温度
B．将CH3OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大
D．再充入1mol CO和3mol H2

④为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验编号	T(℃)	n (CO)/n(H2)	P（Mpa）
i	150	1/3	0.1
ii	?	?	5
iii	350	?	5 ? a．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。 b．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，补画出在5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明压强。 计算题  甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O为原料来制备甲醇： CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ?? CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ……Ⅱ。 （1）将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100L反应室，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。 ①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为??????????。 ②图中的P1????P2（填“<”、“>”或“=”），100℃时平衡常数的值为???????????。 （2）在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a?mol H2的混合气体在催化剂作用下，自发反应Ⅱ，生成甲醇。 ③该反应的△H????0；若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是?????。 A．升高温度 B．将CH3OH(g)从体系中分离 C．充入He，使体系总压强增大 D．再充入1mol CO和3mol H2 ④为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。 实验编号 T(℃) n(CO)/n(H2) P（Mpa） i 150 1/3 0.1 ii ? ? 5 iii 350 ? 5 ? a．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。 b．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，补画出在5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明压强。 本题答案：（共16分） （1）（7分）①0.003mol/（L· 本题解析： 试题分析：（1）①起始时c(CH4)=1.0mol/100L=0.01mol/L，读图可知平衡时CH4转化率为0.5，则CH4的变化浓度为0.01mol/L×0.5=0.005mol/L，根据化学反应速率计算公式可知，v(CH4)= 0.005mol/L÷5min=0.001mol/(L?min)，根据系数之比等于速率之比可知，v(H2)="3" v(CH4)= 0.003mol/(L?min)；②I是气态物质体积增大的反应，因此增大压强平衡左移，CH4转化率减小，减小压强平衡右移，CH4转化率增大，即压强越小，CH4转化率越大，读图可知，200℃、P1时CH4转化率大于200℃、P2时CH4转化率，说明P1< P2；在P1、100℃时， CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) 起始浓度/ mol·L－1????? 0.01??? 0.02?????? 0????? 0 变化浓度/ mol·L－1???? 0.005??? 0.005???? 0.005? 0.015 平衡浓度/ mol·L－1???? 0.005??? 0.015???? 0.005? 0.015 K="[" c(CO)?c3(H2)]/[ c(CH4)?c(H2O)]= [0.005×0.0153]/[ 0.005×0.015]=2.25×10ˉ4 （2）③II是气态物质体积减小的反应，不符合熵增原理，则正反应符合焓判据，△H<0；正反应是放热反应，升高温度平衡左移，甲醇产率减小，故A错误；减小生成物浓度，平衡右移，甲醇产率增大，故B正确；充入惰性气体，虽然增大压强，但是容器容积不变，各组分浓度不变，平衡不移动，甲醇产率不变，故C错误；再充入投料比相同的CO和H2，就是增大压强，使平衡右移，甲醇产率增大，故D正确；④a、根据控制变量探究的原则，实验i和ii的压强不同，则温度和投料比一定相同；实验ii和iii的温度不同，则投料比和压强一定相同；由此确定实验ii的温度为150℃，投料比为1/3，实验iii的投料比为1/3；b、画图要点：相同温度下，增大压强平衡右移，CO转化率增大，则0.1MPa时CO转化率随温度变化曲线向右适当平移，就变为5MPa时CO转化率随温度变化曲线。 本题所属考点：【反应速率与平衡的有关计算】 本题难易程度：【一般】 Good temper is like a sunny day; it sheds its brightness everywhere. 好情绪犹如明媚的阳光，普照四方。