CH4与CO2的干法重整（DRM）反应可同时转化两种温室气体，并制备CO和H2．主要反应如下：
反应Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g）ΔH1；
反应Ⅱ：CH4（g）+3CO2（g）⇌4CO（g）+2H2O（g）ΔH2；
反应Ⅲ：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）ΔH3
已知：反应Ⅰ、Ⅱ的自发均需高温条件．
（1）上述三个反应的平衡常数Kp、ΔH与温度T关系如图1所示．图中a点代表的是 ⅡⅡ（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）反应的ΔH，ΔH3=-41-41kJ⋅mol-1．
（2）向密闭容器中，通入3molCO2和1molCH4，若仅考虑上述反应，平衡时CO2、CH4、CO、H2的物质的量随温度T的变化如图2所示．
900K时，CH4的物质的量分数为 118118，用各物质的物质的量分数表示反应Ⅲ的平衡常数Kx=199199．900K后随温度升高，H2物质的量减少的原因为 900K后反应Ⅲ逆向进行的程度大900K后反应Ⅲ逆向进行的程度大．
（3）DRM反应目前普遍存在的一个难题是积碳，该过程与两个反应有关
①CH4NiC+2H2 ΔH＞0；
②2CO⇌C+CO2 ΔH＜0．
目前积碳问题的解决方案主要有两种：A．提高原料气中CO2的占比；B．在常规的Ni催化剂中添加MgO，使其在催化剂表面与Ni形成共熔物．试解释这两种方法可以有效抑制积碳的原因 增大CO2浓度可以促使反应②平衡左移；MgO在Ni催化剂表面形成共熔物，减小了Ni催化剂的表面积，减慢了反应①的速率；MgO在Ni催化剂表面形成共熔物，因其显碱性更易吸附CO2有利于，有利于CO2和C在催化剂表面的反应增大CO2浓度可以促使反应②平衡左移；MgO在Ni催化剂表面形成共熔物，减小了Ni催化剂的表面积，减慢了反应①的速率；MgO在Ni催化剂表面形成共熔物，因其显碱性更易吸附CO2有利于，有利于CO2和C在催化剂表面的反应（答出两条即可）．
（4）使用CaO/Fe3O4/Ni复合催化剂，可显著提高二氧化碳的转化率，实现碳氢分离，并得到富含CO的产物，催化机理如图3所示．请用化学方程式解释Fe3O4循环的原理 Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2、Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O、3Fe+4CO2=Fe3O4+4CO或3Fe+4CaCO3=4CaO+Fe3O4+4COFe3O4+4CO=3Fe+4CO2、Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O、3Fe+4CO2=Fe3O4+4CO或3Fe+4CaCO3=4CaO+Fe3O4+4CO．
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【答案】Ⅱ；-41；；；900K后反应Ⅲ逆向进行的程度大；增大CO2浓度可以促使反应②平衡左移；MgO在Ni催化剂表面形成共熔物，减小了Ni催化剂的表面积，减慢了反应①的速率；MgO在Ni催化剂表面形成共熔物，因其显碱性更易吸附CO2有利于，有利于CO2和C在催化剂表面的反应；Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2、Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O、3Fe+4CO2=Fe3O4+4CO或3Fe+4CaCO3=4CaO+Fe3O4+4CO
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【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：83引用：2难度：0.3
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1．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 -
2．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 -
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
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