利用甲烷和水蒸氣生成合成氣（主要成分為CO和H2）在化學(xué)工業(yè)中有極為重要的地位。其熱化學(xué)方程式為CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g） ΔH1=+206.4kJ?mol-1。
（1）工業(yè)生產(chǎn)中為解決合成氣中H2過量而CO不足的問題，原料氣中需添加CO2。利用合成氣在催化劑作用下合成甲醇，可能發(fā)生的反應(yīng)如下：
①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g） ΔH=-90.67kJ?mol-1
②CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH=+41.2kJ?mol-1
為了使合成氣生成甲醇的配比最佳，理論上原料氣中甲烷與二氧化碳的體積比為 3：13：1。
（2）CH4與CO2經(jīng)過催化重整也可制得合成氣，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）ΔH=+247.6kJ?mol-1CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）ΔH=+247.6kJ?mol-1。
在1.0L密閉容器中充入1.0molCH4和1.0molCO2，在一定條件下發(fā)生上述反應(yīng)，測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強的關(guān)系如圖1所示。
①比較壓強大?。篜1＜＜（填“＞”、“＜”或“=”）P3。
②若要提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有 升高溫度升高溫度、減小壓強減小壓強。（任寫兩條）
③若P4=2.0MPa,則x點的平衡常數(shù)Kp=169169（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。
（3）研究表明二氧化碳加氫可合成甲醇，其熱化學(xué)方程式為CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH=-49.47kJ?mol-1。二氧化碳合成甲醇的原料氣中加入一氧化碳可以降低CO2與H2反應(yīng)的活化能。在200～360℃、9MPa時，合成氣初始組成H2、CO、CO2的物質(zhì)的量之比為7：2：1的條件下研究甲醇的合成反應(yīng)。CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖2所示，其先減小的原因是 開始時CO2和H2反應(yīng)生成甲醇，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，使CO2轉(zhuǎn)化率降低開始時CO2和H2反應(yīng)生成甲醇，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，使CO2轉(zhuǎn)化率降低，后增大的原因是 當(dāng)溫度升高到一定程度后，CO2和H2反應(yīng)生成CO，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)使平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率升高當(dāng)溫度升高到一定程度后，CO2和H2反應(yīng)生成CO，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)使平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率升高。
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【答案】3：1；CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）ΔH=+247.6kJ?mol-1；＜；升高溫度；減小壓強；；開始時CO2和H2反應(yīng)生成甲醇，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，使CO2轉(zhuǎn)化率降低；當(dāng)溫度升高到一定程度后，CO2和H2反應(yīng)生成CO，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)使平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率升高
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：18引用：3難度：0.5
相似題
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1．氫氣最早于16世紀(jì)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(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達(dá)到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)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(shù)值lgp與溫度的關(guān)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(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計算）Pa2。
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)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(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3
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