一碳化學(xué)是指以分子中只含一個碳原子的化合物為原料，用化工的方法制造產(chǎn)品的化學(xué)體系的總稱。甲烷、一氧化碳是常見的一碳化學(xué)的原料。已知反應(yīng)：
①CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）ΔH=206kJ?mol^-1
②C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g） ΔH=131kJ?mol^-1
③CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g） ΔH=-124kJ?mol^-1
（1）工業(yè)制取炭黑的方法之一是將甲烷隔絕空氣加熱到1300℃進行裂解。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

CH₄（g）=C（s）+2H₂（g）△H=+75 kJ/mol

CH₄（g）=C（s）+2H₂（g）△H=+75 kJ/mol

。
（2）已知反應(yīng)①中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表：

化學(xué)鍵	C-H	O-H	H-H
鍵能/kJ?mol-1	413	465	436

可知CO中C≡O(shè)鍵的鍵能為

1068

1068

kJ?mol^-1。向恒容絕熱的密閉容器中充入amolCH₄與2amolH₂O（g），進行反應(yīng)①，下列能判斷反應(yīng)已達化學(xué)平衡狀態(tài)的是

cd

cd

。
a.容器中混合氣體密度不變
b.混合氣體中c（CO）與c（H₂）之比不變
C.3v_正（CH₄）=v_逆（H₂）
d.容器內(nèi)溫度不變
（3）反應(yīng)②的正反應(yīng)活化能為E_akJ?mol^-1，則逆反應(yīng)的活化能為

E_a-131

E_a-131

kJ?mol^-1。對反應(yīng)②的自發(fā)性進行判斷并說明理由。

高溫自發(fā)，該反應(yīng)△H＞0，△S＞0，結(jié)合綜合判據(jù)△H-T△S＜0，高溫下自發(fā)

高溫自發(fā)，該反應(yīng)△H＞0，△S＞0，結(jié)合綜合判據(jù)△H-T△S＜0，高溫下自發(fā)

。
向容積固定為1L的密閉容器內(nèi)充入2molCO和4molH₂，保持250℃發(fā)生反應(yīng)③，用壓力計監(jiān)測反應(yīng)過程中容器內(nèi)壓強的變化如表：

反應(yīng)時間/min	0	5	10	15	20	25
壓強/MPa	p	0.82p	0.68p	0.56p	0.50p	0.50p

（4）從開始到20min時，以CO濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（CO）=

0.075mol/（L?min）

0.075mol/（L?min）

。
（5）250℃時反應(yīng)③平衡常數(shù)K₃的值為

3

3

。
（6）在容器容積不變的前提下，欲提高反應(yīng)③中H₂的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有

降溫

降溫

、

加入CO或?qū)⒓状挤蛛x出

加入CO或?qū)⒓状挤蛛x出

（任寫兩項）。
電噴霧電離等方法得到的M⁺（Fe⁺、Ni⁺、Co⁺等）與O₃反應(yīng)可得MO⁺。MO⁺與CH₄反應(yīng)能高選擇性地生成甲醇，體系的能量隨反應(yīng)進程的變化如圖所示。

（7）步驟Ⅰ和Ⅱ中涉及氫原子成鍵變化的是

Ⅰ

Ⅰ

（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
（8）直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時，反應(yīng)速率會變慢。則MO⁺與CD₄反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線

c

c

（填“c”或“d”）。
（9）若MO⁺與CHD₃反應(yīng)，生成的氘代甲醇有

2

2

種。