研究CO2與CH4反應使之轉化為CO和H2，對減緩燃料危機和減少溫室效應具有重要的意義，工業上CO2與CH4發生反應Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H1。
在反應過程中還發生反應Ⅱ：CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）△H2=+41kJ/mol。
（1）已知部分化學鍵的鍵能數據如表所示：
| 共價鍵 | C-H | H-H | C=O |
|
| 鍵能/kJ/mol | 413 | 436 | 803 | 1076 |
+234
+234
kJ/mol。反應Ⅰ在一定條件下能夠自發進行的原因是 △S＞0
△S＞0
，該反應工業生產適宜的溫度和壓強為 B
B
（填標號）。A．高溫高壓
B．高溫低壓
C．低溫高壓
D．低溫低壓
（2）工業上將CH4與CO2按物質的量1：1投料制取CO和H2時，CH4和CO2的平衡轉化率隨溫度變化關系如圖所示。
①923K時CO2的平衡轉化率大于CH4的原因是
CH4與CO2按1：1投料發生反應Ⅰ時轉化率相等，但CO2還發生反應Ⅱ
CH4與CO2按1：1投料發生反應Ⅰ時轉化率相等，但CO2還發生反應Ⅱ
。②計算923K時反應Ⅱ的化學平衡常數K=
0.39
0.39
（計算結果保留小數點后兩位）。③1200K以上CO2和CH4的平衡轉化率趨于相等的原因可能是
1200K以上時以反應Ⅰ為主，二者轉化率趨近于相等
1200K以上時以反應Ⅰ為主，二者轉化率趨近于相等
。（3）工業上CH4和CO2反應時通常會摻入O2發生反應Ⅲ：CH4+2O2═CO2+2H2O，摻入O2，可消除反應產
生的積碳和減小反應器的熱負荷（單位時間內維持反應發生所需供給的熱量），O2的進氣量與反應的熱負
荷的關系如圖所示。
①隨著O2進入量的增加，熱負荷下降的原因是
反應Ⅲ為放熱反應，給反應體系提供能量，使熱負荷降低
反應Ⅲ為放熱反應，給反應體系提供能量，使熱負荷降低
。②摻入O2可使CH4的平衡轉化率
增大
增大
（填“增大”、“減小”或“不變”。下同）。CO2的平衡轉化率 減小
減小
。【答案】+234；△S＞0；B；CH4與CO2按1：1投料發生反應Ⅰ時轉化率相等，但CO2還發生反應Ⅱ；0.39；1200K以上時以反應Ⅰ為主，二者轉化率趨近于相等；反應Ⅲ為放熱反應，給反應體系提供能量，使熱負荷降低；增大；減小
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優網所有，未經書面同意，不得復制發布。
發布：2024/6/27 10:35:59組卷：68引用：5難度：0.5
相似題
-
1．氫氣最早于16世紀被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發生反應2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數值lgp與溫度的關系如圖所示。
①T℃時，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發生反應2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應條件使Kp變大，則該條件是（填標號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
（4）工業上，以KNH2和液氨為電解質，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為。發布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，半分鐘后，C 的物質的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發布：2024/12/30 19:30:2組卷：67引用：6難度：0.6 -
3．將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應開始前容器中的A、B的物質的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3