CH4-CO2催化重整合成CO、H2可有效减少碳排放。其主要反应如下：
反应ⅠCH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=247.3kJ•mol-1
反应ⅡCO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）△H=41.0kJ•mol-1
（1）将一定最CH4与CO2充入密闭容器中，若仅发生上述两个反应，则反应达到平衡的标志是 BDBD（填序号）。
A．恒温恒容条件下，气体的密度不变
B．恒温恒容条件下，气体的压强不变
C．恒温恒容条件下，CO和H2的浓度相等
D．绝热恒容条件下，反应体系的温度不变
（2）反应III为CH4（g）+3CO2（g）═4CO（g）+2H2O（g），该反应的△H=329.3329.3kJ•mol-1，平衡常数表达式为K=c4（CO）×c2（H2O）c（CH4）×c3（CO）c4（CO）×c2（H2O）c（CH4）×c3（CO）。
（3）图1为反应温度、进料n（CO2）n（CH4）对反应出口合成气中n（H2）n（CO）的影响。
①850℃时，图1中曲线a、b、c所示n（CO2）n（CH4）由大到小的关系是 c＞b＞ac＞b＞a，理由是 一定温度下，n（CO2）n（CH4）越大，反应II消耗的H2越多，生成的CO越多，n（H2）n（CO）值越小一定温度下，n（CO2）n（CH4）越大，反应II消耗的H2越多，生成的CO越多，n（H2）n（CO）值越小。
②当温度大于850℃时，曲线c出现如图变化的原因可能是 反应I、II均为吸热反应，温度升高，反应I、II均向正反应方向移动；升温对反应II的促进作用大于反应I反应I、II均为吸热反应，温度升高，反应I、II均向正反应方向移动；升温对反应II的促进作用大于反应I。
（4）固体氧化物燃料电池利用CH4为原料，直接在电极上氧化合成CO、H2。其反应原理如图2所示，写出电极m上发生反应的电极方程式 CH4-2e-+O2-=CO+2H2CH4-2e-+O2-=CO+2H2；若电极m上通入CH4的速率过快或过慢均会使CO、H2产率降低。其原因是 流速过快，CH4在电极表面停留时间短，反应不完全；流速过慢，CH4可能转化为H2O与CO2流速过快，CH4在电极表面停留时间短，反应不完全；流速过慢，CH4可能转化为H2O与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；一定温度下，越大，反应II消耗的H2越多，生成的CO越多，值越小；反应I、II均为吸热反应，温度升高，反应I、II均向正反应方向移动；升温对反应II的促进作用大于反应I；CH4-2e-+O2-=CO+2H2；流速过快，CH4在电极表面停留时间短，反应不完全；流速过慢，CH4可能转化为H2O与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】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：25引用：1难度：0.5
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（1）如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有关说法正确的是
a.恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
d.某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为80%
（2）已知在常温常压下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
则：CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△H=kJ•mol-1
（3）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆．甲醇燃料电池的工作原理如图2所示．
①该电池正极的电极反应式为．
②工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，有个电子发生转移．
（4）以上述电池做电源，用图3所示装置，在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是、（用相关的电极反应式和离子方程式表示）发布：2024/12/30 14:0:1组卷：26引用：3难度：0.5
