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甲烷水蒸气重整制取合成气的反应如下：CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）△H=+206kJ•mol-1。
请回答下列问题：
（ 1）上述反应能自发进行的理由是△S＞0△S＞0，条件是高温高温。（填“低温”、“高温”或“任何条件”）
（2）向体积为2L的密闭容器中，按n（H2O）：n（CH4）=1投料：
a.保持温度为T1时，测得CH4（g）的浓度随时间变化曲线如图1所示。
b.其他条件相同时，在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，反应相同时间后，CH4的转化率随反应温度的变化如图2所示。
①结合图1，写出反应达平衡的过程中的能量变化：吸收412（x-y）412（x-y）kJ。（用含有x、y的代数式表示）
②在图1中画出：起始条件相同，保持温度为T2（T2＞T1）时，c（CH4）随时间的变化曲线。
③根据图2判断：
ⅰ．a点所处的状态不是化学平衡状态，理由是催化剂不能改变物质的平衡转化率；750℃时，反应相同时间，a点对应的CH4的转化率低于使用Ⅰ时CH4的转化率催化剂不能改变物质的平衡转化率；750℃时，反应相同时间，a点对应的CH4的转化率低于使用Ⅰ时CH4的转化率。
ⅱ．CH4的转化率：c＞b,原因是温度升高，反应速率增大温度升高，反应速率增大。
（3）设起始n（H2O）n（CH4）=Z，在恒压（P0）下，平衡时φ （CH4）与Z和T（温度）的关系如图3所示：（其中φ（CH4）为CH4的体积分数）
①比较图3中a、b与3的大小关系b＞3＞ab＞3＞a。（请按从大到小的顺序书写）
②对于气相反应，用某组分B的平衡压强p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数，记作Kp，如p（B）=p•x（B），p为平衡总压强，x（B）为平衡系统中B的物质的量分数。则图3中X点时，Kp=0.054P020.054P02。
n
（
H
2
O
）
n
（
C
H
4
）
【答案】△S＞0；高温；412（x-y）；催化剂不能改变物质的平衡转化率；750℃时，反应相同时间，a点对应的CH4的转化率低于使用Ⅰ时CH4的转化率；温度升高，反应速率增大；b＞3＞a；0.054P02
【解答】
【点评】
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发布：2024/5/23 20:38:36组卷：11引用：2难度：0.5
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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
