甲烷和二氧化碳在催化劑作用下可以轉化為合成氣（主要包含H2、CO和少量H2O的混合氣體）。
主反應為：Ⅰ.CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g） ΔH1=+247kJ/mol
主要副反應有：Ⅱ.CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g） ΔH2=+41.2kJ/mol
Ⅲ.CH4 （g）?C（s）+2H2（g） ΔH3=+74.8kJ/mol
Ⅳ.CO（g）+H2（g）?C（s）+H2O（g） ΔH4=-175kJ/mol
（1）寫出甲烷和水蒸氣反應生成CO和氫氣的熱化學方程式 CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g） ΔH=+205.8kJ/molCH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g） ΔH=+205.8kJ/mol。
（2）下列說法正確的是 CC。
A．其它條件一定，減小壓強，有利于主反應平衡Ⅰ向逆方向進行，平衡常數減小
B．其它條件一定時，不斷增大n（CO2）n（CH4）的值，不僅可以提高CH4的轉化率，CO和H2百分含量也會更高
C．使用催化劑不能提高主反應的平衡轉化率
D．由主反應知，及時分離出產物，平衡正向進行，正反應速率提高
（3）在壓強為2MPa,投料比為1：1的條件下，圖a是原料的平衡轉化率隨溫度變化的變化曲線；圖b是不同溫度下，反應平衡時氣體產物的體積分數隨溫度變化的變化曲線。
②當溫度低于1250K時，原料的平衡轉化率CH4小于CO2，原因可能是 溫度低于1250K時副反應中主要發生CO2+H2?CO+H2O，也消耗CO2溫度低于1250K時副反應中主要發生CO2+H2?CO+H2O，也消耗CO2。
②圖b中A和B分別代表產物 COCO和 H2H2，當溫度高于1050K，H2O的含量隨溫度升高而下降的主要原因是 當溫度高于1050 K，升高溫度，更有利于反應Ⅳ逆向進行，H2O的含量下降當溫度高于1050 K，升高溫度，更有利于反應Ⅳ逆向進行，H2O的含量下降。
③溫度為1200K時，反應Ⅳ的平衡常數Kp=0.31MPa-10.31MPa-1（用分壓計算，分壓=總壓×物體積分數，保留兩位小數。）
（4）在0.1MPa、1.0MPa和4.0MPa壓強下，CH4平衡轉化率α隨溫度的變化如圖c所示，則P1＜＜P3（填“＞”或“＜”或“=”），判斷的依據是 反應Ⅰ和Ⅲ都是氣體分子數增大的反應，氣體條件不變時，增大壓強由利于平衡逆向進行，CH4的的轉化率減小，所以P1＜P3反應Ⅰ和Ⅲ都是氣體分子數增大的反應，氣體條件不變時，增大壓強由利于平衡逆向進行，CH4的的轉化率減小，所以P1＜P3。
n
（
C
O
2
）
n
（
C
H
4
）
【答案】CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g） ΔH=+205.8kJ/mol；C；溫度低于1250K時副反應中主要發生CO2+H2?CO+H2O，也消耗CO2；CO；H2；當溫度高于1050 K，升高溫度，更有利于反應Ⅳ逆向進行，H2O的含量下降；0.31MPa-1；＜；反應Ⅰ和Ⅲ都是氣體分子數增大的反應，氣體條件不變時，增大壓強由利于平衡逆向進行，CH4的的轉化率減小，所以P1＜P3
【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：2引用：1難度：0.6
相似題
-
1．肼（N2H4）可作為發射火箭的燃料。已知1g液態肼（N2H4）氣體在空氣中燃燒生成氮氣和水蒸氣，放出16.7kJ的熱量，該反應的熱化學方程式是（ ）
發布：2024/12/30 3:0:4組卷：121引用：9難度：0.6 -
2．氫在地球上主要以化合態的形式存在，是宇宙中分布最廣泛的物質，它構成了宇宙質量的75%，屬于二次能源．工業上生產氫的方式很多，常見的有水電解制氫，煤炭氣化制氫，重油及天然氣水蒸氣催化制氫等．氫氣是一種理想的綠色能源，如圖1為氫能產生和利用的途徑：
（1）圖1的四個過程中能量轉化形式有
A．2種 B.3種 C.4種 D.4種以上
（2）電解過程要消耗大量的電能，而使用微生物作催化劑在陽光下也能分解水．
2H2O（1）2H2（g）+O2（g）△H 1 2H2O（1）通電2H2（g）+O2（g）△H2光照催化劑
以上反應的△H1△H2（選填“＜”、“＞”或“=”）
（3）已知H2O（l）→H2O（g）△H=+44kJ．mol-1，依據圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產液態水的熱化學方程式
（4）氫能利用需要選擇合適的儲氫材料．
①NaBH4是一種重要的儲氫載體，能與水反應生成NaBO2，且反應前后B的化合價不變，該反應的化學方程式為
②鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣生產氫化物：LaNi3（s）+3H2（g）═LaNi3H6（s）△H＜0，欲使LaNi3H6（s）釋放出氣態氫，根據平衡移動的原理，可改變的條件之一是
③一定條件下，如圖3所示裝置可實現有機物的電化學儲氫，使C7H8轉化為C7H14，則電解過程中產生的氣體X 為，電極A上發生的電極反應式為．發布：2024/12/17 8:0:2組卷：38引用：1難度：0.5 -
3．在298K、1.01×105Pa下，將0.5mol CO2通入750mL 1mol?L-1NaOH溶液中充分反應，測得反應放出xkJ的熱量。已知在該條件下，1mol CO2通入1L 2mol?L-1NaOH溶液中充分反應放出ykJ的熱量，則CO2與NaOH溶液反應生成NaHCO3的熱化學方程式正確的是（ ）
發布：2024/12/30 4:0:1組卷：142引用：5難度：0.7