一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物（如CO、CH4、CH3OH等）为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。
天然气重整的反应为：CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2 （g）△H1=+206.4KJ•mol-1
已知：水煤气变换反应为：CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H2=-41.2kJ•mol-1
（1）CH4与CO2经催化重整制得CO和H2的热化学反应方程式为CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g）△H=+247.6kJ/molCH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g）△H=+247.6kJ/mol。
（2）合成气在一定条件下能够合成甲醇反应为CO（g）+3H2（g）═CH3OH（g）。在恒温刚性容器中，下列事实能说明该反应达到平衡状态的是B、CB、C。（填选项字母）
A.气体密度不再改变
B.气体平均摩尔质量不再改变
C.容器内的压强不再发生变化
D.单位时间内消耗CO和生成CH3OH物质的量相等
（3）用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH（不考虑副反应）
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH （g）+H2O（g）△H＜0
①某温度下，恒容密闭容器中，CO2和H2的起始浓度分别为 amolL-1和3amol•L-1，反应平衡时，CH3OH的产率为b,该温度下反应平衡常数的值为（ab）2（a-ab）×（3a-3ab）3（ab）2（a-ab）×（3a-3ab）3。
CH3OH的平衡产率=n（CH3OH）平衡n（CO2）初始
②恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1：3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图2所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O
a、甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动。
b、P点甲醇产率高于T点的原因为分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O，有利于反应正向进行，甲醇产率升高分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O，有利于反应正向进行，甲醇产率升高。
c、根据图1，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为210210℃
（4）在刚性容器中，物质的量相等的CH4和H2O发生天然气重整反应，图2为CH4的平衡转化率与温度、压强的关系。
①图中温度T1、T2、T3、T4由大到小顺序为T4＞T3＞T2＞T1T4＞T3＞T2＞T1。
②有利于提高平衡体系中CO体积分数又能加快化学反应速率的是ADAD。
A.升高温度
B.加入催化剂
C.减小压强
D.增大水蒸气浓度
③图中压强是起始容器中压强，列式计算CH4和H2O反应在图中N点（起始压强4PMPa）的平衡常数Kp=11.5211.52（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）
（
ab
）
2
（
a
-
ab
）
×
（
3
a
-
3
ab
）
3
（
ab
）
2
（
a
-
ab
）
×
（
3
a
-
3
ab
）
3
n
（
C
H
3
OH
）
平衡
n
（
C
O
2
）
初始
【答案】CH4（g）+CO2（g）⇌2CO（g）+2H2（g）△H=+247.6kJ/mol；B、C；；该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动；分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O，有利于反应正向进行，甲醇产率升高；210；T4＞T3＞T2＞T1；AD；11.52
（
ab
）
2
（
a
-
ab
）
×
（
3
a
-
3
ab
）
3
【解答】
【点评】
声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。
发布：2024/4/20 14:35:0组卷：22引用：1难度：0.5
相似题
-
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
