甲烷是一种温室气体，将它转化为高附加值产品甲醇具有重要意义。目前工业上的甲烷转化大多需要先通过重整生成合成气（CO、H2）再转化为甲醇，涉及的反应如下：
反应Ⅰ：2CH4（g）+O2（g）⇌2CO（g）+4H2（g）ΔH1=-71.2kJ/mol
反应Ⅱ：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）+ΔH2=-90.7kJ/mol
（1）在恒容密闭容器中发生上述反应，下列说法正确的是 BDBD。
A.加入催化剂，降低了反应的ΔH，从而加快了反应速率
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C.平衡时H2的体积分数可能大于23
D.平衡时向容器中充入惰性气体，甲醇的产率不变
（2）在密闭容器中通入3molCH4和2molO2，假设只发生反应Ⅰ和Ⅱ，分别在0.2MPa和2MPa下进行反应，其中CH4和CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图所示：
①压强为0.2MPa时，表示CH4和CH3OH的曲线分别是 bb、dd（填“a”、“b”、“c”或“d”）。
②对于反应Ⅱ，v正=k正•p（CO）•p2（H2），v逆=k逆•p（CH3OH），k正、k逆为速率常数，只与温度有关，分压=总压×物质的量分数。在500K，2MPa条件下，测得平衡时CH4的转化率为23，则CO的物质的量为 1mol1mol，该温度时k正k逆=9494MPa-2。
③在升温的过程中，速率常数增大的倍数：k正＜＜k逆（填“＞”、“=”或“＜”）。
（3）甲烷直接氧化制甲醇的总反应2CH4（g）+O2（g）⇌2CH3OH（g）在 低温低温（填“高温”、“低温”或“任意温度”）条件下能够自发进行；若将总反应看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由甲烷和氧气经两步生成产物的反应过程能量示意图 
。
（4）工业生产中，研究人员发现甲烷直接氧化制甲醇的反应往往伴随副反应，生成甲醛、甲酸等副产品。为了提高反应速率和产品中甲醇的体积分数，生产中采取最佳措施是 合适的催化剂合适的催化剂。
2
3
2
3
k
正
k
逆
9
4
9
4
【答案】BD；b；d；1mol；；＜；低温；；合适的催化剂
9
4
；合适的催化剂【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：46引用：1难度：0.7
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（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 -
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（2）B的平均反应速率v（B）=mol/（L•min）；
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