《化学反应原理》大题专练6
1.煤的气化产物CO、H2)可用于制备合成天然气(SNG),涉及的主要反应如下：
C0甲烷化：C0(g)十3五(g)→CH4(g)十五O(g)△H=-206.2 kJmol1
水煤气变换：CO(g十HOg)→CO2(g+H(g)△H=-41.2 kJmol广1
回答下列问题：
(1)反应CO2(g)+4H(g≥CH4(g)+2HO(g的△H=
kJmo厂1。某温度下，分别在起始体积相
同的恒容容器A、恒压容器B中加入1 mol CO2和4molH2的混合气体，两容器中反应达平衡后放出或吸收
的热量较多的是
(填“A”或B)。
(2)在恒压管道反应器中按(H):(CO)=3：1通入原料气，在催化剂作用下制备合成天然气，400℃、
p为100Pa时反应体系平衡组成如下表所示
组分
CH4
H2O
H2
CO
CO
体积分数
45.0
42.5
10.0
2.00
0.500
p/%
①该条件下C0的总转化率a=
若将管道反应器升温至500℃，反应达到平衡后CH的体积
分数p
45.0%(填>%<”或=”。
②区、K分别是以分压、物质的量分数表示的平衡常数，K,只受温度影响。400C时，CO甲烷化反应
的平衡常数K,=
1Pa2(保留1位小数)：K=(以K,和p表示)。其他条件不变，增大p
至150kPa,Kx
(填“增大”减小”或“不变)。
(3)制备合成天然气时，采用在原料气中通入水蒸气来缓解催化剂积碳。积碳反应为
反应ICH4(g)C(s)+2H(g)△H=+75 kJ.mol1,
反应I2CO(g)C(s)十CO2(g)△H=-172 kJ.mol1。
平衡体系中水蒸气浓度对积碳量的影响如图所示，下列说法正确的是
4
n(H):n(CO:n(HO)=3:1:
3
曲线1x=0
曲线2x=0.1
2
曲线3x=0.2
篷
0
300
400500
600700
800
温度/℃
A.曲线1在550~一700C积碳量增大的原因可能是反应I、的速率增大
B.曲线1在700~一800℃积碳量减小的原因可能是反应江逆向移动
C.曲线2、3在550~一800℃积碳量较低的原因是水蒸气的稀释作用使积碳反应速率减小
D.水蒸气能吸收反应放出的热量，降低体系温度至550℃以下，有利于减少积碳
2.绿水青山是习456 构建美丽中国的伟大设想，研究碳、氮、硫等大气污染物和水污染物的处理对
建设美丽中国具有重要意义。
(1)科学家研究利用某种催化剂，成功实现将空气中的碳氧化合物和氮氧化合物转化为无毒的大气循环
物质。己知：
①N2(g)十O(g)2NOg)△H=+179.5 kJ.mol1
②NO2(g)+CO(gNO(g+CO(g)△H=-234kmol1
③2NO(g)十02(g)2N02(g)△H3=-112.3 kJ'mol
则反应2NO(g)十2CO(g)N(g)十2CO(g)的△H=
kmol1;某温度下，反应①②③的平
衡常数分别为K、K、K,则该反应的K=
(用K、K、K表示)。
(2)用活化后的V2O做催化剂，氨将NO还原成N2的一种反应历程如图所示。
H
H
0
+NH,
-0-V-0-
7-0
一0
70
快速
(反应1)
+N0(反应2)
(反应4)+1/40：
0
H
-H0
-N2
(反应3)
-0-V-0
V-0-
①写出总反应的化学方程式：
②测得该反应的平衡常数与温度的关系为1gK=5.08十217.5/T,该反应是
反应（填“吸热”或“放
热9。
③该反应的含氮气体浓度随温度变化如图所示，则将NO转化为N2的最佳温度为
当温
度达到700K时，发生副反应的化学方程式：
浓度/(mol-L-)
7
1
O
300400500600700温度/K
(3)利用氨水吸收工业废气中的SO2,既可解决环境问题，又可削备NH)2SO。可用NH)2SO为原料，
以空气氧化法制备NH)SO4,其氧化速率与温度关系如下图：《化学反应原理》大题专练6
1.煤的气化产物CO、H2)可用于制备合成天然气(SNG),涉及的主要反应如下：
C0甲烷化：CO(g)十3H(g)一CH4(g十五O(g)△H=-206.2kmol1
水煤气变换：CO(g十HO(g)CO2(g十H(g)△=-41.2 kJ-mol1
回答下列问题：
(1)反应CO2(g)+4H(g≥CH4(g)+2HO(g的△H=
kJ-mol厂1。某温度下，分别在起始体积相
同的恒容容器A、恒压容器B中加入1 mol CO2和4molH2的混合气体，两容器中反应达平衡后放出或吸收
的热量较多的是
(填“A或B)。
(2)在恒压管道反应器中按(H):(CO)=3：1通入原料气，在催化剂作用下制备合成天然气，400℃、
p为100Pa时反应体系平衡组成如下表所示。
组分
CH4
H2O
H2
CO
CO
体积分数
45.0
42.5
10.0
2.00
0.500
p/%
①该条件下C0的总转化率a=
若将管道反应器升温至500℃，反应达到平衡后CH的体积
分数p
45.0%(填>%<”或=”。
②区、K分别是以分压、物质的量分数表示的平衡常数，K,只受温度影响。400C时，CO甲烷化反应
的平衡常数K,=
1kPa(保留1位小数)：K=(以K,和p表示)。其他条件不变，增大卫是
至150kPa,Kx
(填“增大”减小”或“不变)。
(3)制备合成天然气时，采用在原料气中通入水蒸气来缓解催化剂积碳。积碳反应为
反应ICH4(g)C(s)+2H(g)△H=+75 kJmol1,
反应I2C0(g)→C(s)十C02(g)△H=-172kmol1。
平衡体系中水蒸气浓度对积碳量的影响如图所示，下列说法正确的是
4
n(H:n(C0:n(H,O)=3:1a
3
曲线1x=0
曲线2x=0.1
2
曲线3：x=0.2
篷
0
300
400500
600700
800
温度/℃
A.曲线1在550~一700C积碳量增大的原因可能是反应I、的速率增大
B.曲线1在700~一800℃积碳量减小的原因可能是反应江逆向移动
C.曲线2、3在550一800C积碳量较低的原因是水蒸气的稀释作用使积碳反应速率减诚小
D.水蒸气能吸收反应放出的热量，降低体系温度至550℃以下，有利于减少积碳
答案：(1)-165
小
或47x100%
(2)①98.9%47.5
②3.8
Kpxp
增大
(3)BD
解析：(1)根据盖斯定律，将己知中的第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式即可得到目标热化
学方程式，则△H=△H一△H=一165 kJmol厂1。恒容容器A和恒压容器B中均发生反应CO(g)十
4H(g≥CH(g)十2HO(g)△H<0,恒压容器B中反应达到平衡后容器体积减小，相当于给恒容容器A
中混合气体加压，平衡向正反应反向移动，使容器B中放出的热量增多。
(2)①假设400℃、总压强为100kPa时，开始时在反应器中通入1mo1C0和3molH2,
CO(g)+3H2(g)CH:(g)+H2O(g)
改变的物质的量
3x
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
改变的物质的量
y
从
y
y
CO2(g)十4H(g)≥CH4(g)十2HO(g)
改变的物质的量
Z
Az
z 2z
则平衡时，CH4的物质的量为x十z)mol,CO2的物质的量为(y一z)mol,C0的物质的量为(1一x一y)mol.
设平衡时混合气体的总物质的量为mm01,则+2×100%=45.0%、y-乙×100%=2.00%、1一×-之×100%=
m
m
m
0.500%,可得x十y号75故该条件下C0的总转化率a=X之×100%=名×10”698,9%。生成C的反
1
47.5
应为放热反应，升高温度后，平衡向吸热反应即逆反应方向移动，使CH的体积分数降低，故小于45.0%。
②各组分的体积分数即各组分物质的量分数，400C、总压强为1001kP时，C0甲烷化反应的平衡常
数K=PCH4）pH,O’=0450%×10046于3.8·该反应的平衡常数K=
p (CO)p3 (H)
P (CH4)p (H2O)
X(C）XO》=P,P、=Kp。增大P,温度不变，K,不变，K,=K,P,则K增
X(Co)·X3(H)
p (CO)p3(H2)
P总
p
大。
(3)A项，曲线1在550一700C时，温度升高，反应的平衡向正反应方向移动，造成积碳量增大，错
误；B项，曲线1在700~一800C时，温度升高，反应I的平衡逆向移动，造成积碳量减小，正确；C项，
与曲线1相比，曲线2、3通入的水蒸气增多，水蒸气的稀释作用明显，使反应和反应的平衡逆向移动，
造成在550~800C时积碳量较低，错误；D项，由图像可知，温度低于550℃时，几乎没有积碳量，通入
的水蒸气能吸收反应放出的热量，降低体系温度至550℃以下，有利于减少积碳，正确。
2.绿水青山是习456 构建美丽中国的伟大设想，研究碳、氮、硫等大气污染物和水污染物的处理对
建设美丽中国具有重要意义。
(1)科学家研究利用某种催化剂，成功实现将空气中的碳氧化合物和氮氧化合物转化为无毒的大气循环
