随着天然气在世界能源结构比例增大，煤间接气化制备天然气是当前研究热点，其核心工艺是CO和CO2的甲烷化反应，目前研究人员主要寻找高催化活性的催化剂，同时着力解决产生的积碳对催化剂活性的影响，主要反应如下：
反应Ⅰ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O （g）△H1
反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）⇌CH4（g）+H2O （g）△H2
反应Ⅲ：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O （g）△H3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，其中K1、K2随温度变化如表所示。
| 250℃ | 300℃ | 350℃ | |
| K1 | 0.01 | 0.05 | 0.1 |
| K2 | 2 | 0.2 | 0.05 |
（1）△H2
＜
＜
0（填“＞”、“＜”或“=”），△H2＜
＜
△H3（填“＞”、“＜”或“=”）。（2）往容积可变的密闭容器中通入1molCO2和4molH2，在一定条件下发生反应Ⅲ，测得H2的平衡转化率与压强、温度的关系如图1所示。
①能说明上述反应已达到平衡状态的是
CD
CD
。（选填字母）A．4v正（H2）=v逆（CO2）
B．CO2与H2的物质的量之比保持不变
C．H-H键、H-O键断裂速率相等
D．CH4的体积分数保持不变
②据图可知，T1
＜
＜
T2（填“＞”或“＜”）。③若反应达到平衡点A，此时容器的体积为2L，则该温度下反应Ⅲ的平衡常数K=
0.25
0.25
。（3）若容器的容积固定不变，在图2坐标系中画出从常温时通入1mol CO2和4mol H2开始（仅发生反应Ⅲ），随温度不断升高，浓度商Q值（Q=
生成物浓度的系数次方的乘积
反应物浓度的系数次方的乘积
（4）某研究小组研究了不同电压（电压影响催化剂活性）、不同C/H比对反应Ⅲ的影响如图3所示（控制其他条件相同），下列说法正确的是
CD
CD
。A．当C/H比一定时，电压越高，CO2的转化率越高
B．考虑到CO2的转化率和经济成本，应尽可能减小C/H比
C．在合适的电压范围内，增大H2的比例可能有利于消除积碳，提高催化剂的活性
D．为使CO2的转化率达到90%，C/H比应控制在1：5为宜
【答案】＜；＜；CD；＜；0.25；；CD
；CD【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：7引用：1难度：0.4
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1．氢气最早于16世纪被人工制取出来，氢气是一种清洁能源。
（1）利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知：H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ•mol-1。
（2）T1℃时，向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4，只发生反应2CH4（g）⇌C2H4（g）+2H2（g），达到平衡时，测得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的转化率为；保持其他条件不变，温度改为T2℃，经25s后达到平衡，测得c（CH4）=2c（C2H4），则0～25s内v（C2H4）=mol•L-1•s-1。
（3）CH4分解时几种气体的平衡分压（pPa）的对数值lgp与温度的关系如图所示。
①T℃时，向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只发生反应2CH4（g）⇌C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此时的平衡常数Kp=（用平衡分压代替浓度进行计算）Pa2。
②若只改变一个反应条件使Kp变大，则该条件是（填标号）。
A.减小C2H2的浓度
B.升高温度
C.增大压强
D.加入合适的催化剂
（4）工业上，以KNH2和液氨为电解质，以石墨为电极，电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为，一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为。发布：2025/1/4 8:0:1组卷：9引用：3难度：0.5 -
2．反应 4A（g）+5B（g）⇌4C（g）+6D（g）在 5L 的密闭容器中进行，半分钟后，C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是（ ）
发布：2024/12/30 19:30:2组卷：67引用：6难度：0.6 -
3．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）⇌xC（g）+2D（g），经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反应速率为0.1mol/（L•min）．求：
（1）此时A的浓度c（A）=mol/L，反应开始前容器中的A、B的物质的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反应速率v（B）=mol/（L•min）；
（3）x的值为．发布：2024/12/30 19:0:1组卷：163引用：26难度：0.3
