CH4-CO2催化重整合成CO、H2可有效減少碳排放。其主要反應如下：
反應ⅠCH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=247.3kJ?mol-1
反應ⅡCO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）△H=41.0kJ?mol-1
（1）將一定最CH4與CO2充入密閉容器中，若僅發生上述兩個反應，則反應達到平衡的標志是 BDBD（填序號）。
A．恒溫恒容條件下，氣體的密度不變
B．恒溫恒容條件下，氣體的壓強不變
C．恒溫恒容條件下，CO和H2的濃度相等
D．絕熱恒容條件下，反應體系的溫度不變
（2）反應III為CH4（g）+3CO2（g）═4CO（g）+2H2O（g），該反應的△H=329.3329.3kJ?mol-1，平衡常數表達式為K=c4（CO）×c2（H2O）c（CH4）×c3（CO）c4（CO）×c2（H2O）c（CH4）×c3（CO）。
（3）圖1為反應溫度、進料n（CO2）n（CH4）對反應出口合成氣中n（H2）n（CO）的影響。
①850℃時，圖1中曲線a、b、c所示n（CO2）n（CH4）由大到小的關系是 c＞b＞ac＞b＞a，理由是 一定溫度下，n（CO2）n（CH4）越大，反應II消耗的H2越多，生成的CO越多，n（H2）n（CO）值越小一定溫度下，n（CO2）n（CH4）越大，反應II消耗的H2越多，生成的CO越多，n（H2）n（CO）值越小。
②當溫度大于850℃時，曲線c出現如圖變化的原因可能是 反應I、II均為吸熱反應，溫度升高，反應I、II均向正反應方向移動；升溫對反應II的促進作用大于反應I反應I、II均為吸熱反應，溫度升高，反應I、II均向正反應方向移動；升溫對反應II的促進作用大于反應I。
（4）固體氧化物燃料電池利用CH4為原料，直接在電極上氧化合成CO、H2。其反應原理如圖2所示，寫出電極m上發生反應的電極方程式 CH4-2e-+O2-=CO+2H2CH4-2e-+O2-=CO+2H2；若電極m上通入CH4的速率過快或過慢均會使CO、H2產率降低。其原因是 流速過快，CH4在電極表面停留時間短，反應不完全；流速過慢，CH4可能轉化為H2O與CO2流速過快，CH4在電極表面停留時間短，反應不完全；流速過慢，CH4可能轉化為H2O與CO2。
c
4
（
CO
）
×
c
2
（
H
2
O
）
c
（
CH
4
）
×
c
3
（
CO
）
c
4
（
CO
）
×
c
2
（
H
2
O
）
c
（
CH
4
）
×
c
3
（
CO
）
n
（
CO
2
）
n
（
CH
4
）
n
（
H
2
）
n
（
CO
）
n
（
CO
2
）
n
（
CH
4
）
n
（
CO
2
）
n
（
CH
4
）
n
（
H
2
）
n
（
CO
）
n
（
CO
2
）
n
（
CH
4
）
n
（
H
2
）
n
（
CO
）
【答案】BD；329.3；；c＞b＞a；一定溫度下，越大，反應II消耗的H2越多，生成的CO越多，值越小；反應I、II均為吸熱反應，溫度升高，反應I、II均向正反應方向移動；升溫對反應II的促進作用大于反應I；CH4-2e-+O2-=CO+2H2；流速過快，CH4在電極表面停留時間短，反應不完全；流速過慢，CH4可能轉化為H2O與CO2
c
4
（
CO
）
×
c
2
（
H
2
O
）
c
（
CH
4
）
×
c
3
（
CO
）
n
（
CO
2
）
n
（
CH
4
）
n
（
H
2
）
n
（
CO
）
【解答】
【點評】
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發布：2024/4/20 14:35:0組卷：25引用：1難度：0.5
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（1）如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線．
①T1和T2溫度下的平衡常數大小關系是K1K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有關說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下，容器內的壓強不發生變化則可逆反應達到平衡
b.一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產率
d.某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉化率為80%
（2）已知在常溫常壓下①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-akJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1③H2O（g）=H2O（1）△H=-ckJ?mol-1
則：CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△H=kJ?mol-1
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②工作一段時間后，當6.4g甲醇完全反應生成CO2時，有個電子發生轉移．
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