“碳化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质（如CO、CO2、CH4、CH3OH等）为原料合成工业产品的化学工艺，对开发新能源和控制环境污染有重要意义。
（1）一定温度下，在甲、乙两个容积均为2L的密闭容器中，分别发生反应：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g） ΔH=-49.0kJ•mol-1。相关数据如表所示：
| 容器 | 甲 | 乙 |
| 起始投入物质 | 1molCO2（g）和3molH2（g） | 1molCH3OH（g）和1molH2O（g） |
| 平衡时 c（CH3OH） |
c1 | c2 |
| 平衡时能量变化 | 放出29.4kJ | 吸收akJ |
=
=
c2（填“＞”、“＜”或“=”）；a=19.6
19.6
。（2）科学家成功研制出一种新型催化剂，能将CO2转变为甲烷。在常压、300℃条件下，CO2与H2按体积之比1：4反应，CO2转化率可达90%。一定条件下，某兴趣小组在容积为VL的密闭容器中发生此反应达到化学平衡状态。
①该反应的平衡常数表达式为
K=
c
（
C
H
4
）
•
c
2
（
H
2
O
）
c
（
C
O
2
）
•
c
4
（
H
2
）
K=
。c
（
C
H
4
）
•
c
2
（
H
2
O
）
c
（
C
O
2
）
•
c
4
（
H
2
）
②由图1可知该反应的ΔH
＜
＜
0（填“＞”、“＜”或“=”）；300℃时，从反应开始到达平衡，以H2的浓度变化表示的化学反应速率是 4
n
A
t
A
V
4
n
A
t
A
V
（3）已知CO2（g）+2CH3OH（g）⇌CH3OCOOCH3（g）+H2O（g） ΔH，控制一定条件，该反应能自发进行，则ΔH
＜
＜
0（填“＞”、“＜”或“=”）。在一定温度下，向一容积可变的容器中充入1molCO2、2molCH3OH（g），CO2的转化率与反应时间的关系如图2所示。在t时加压，若t1时容器容积为1000mL，则t2时容器容积为 25
25
mL。【答案】=；19.6；K=；＜；mol/（L•min）；＜；25
c
（
C
H
4
）
•
c
2
（
H
2
O
）
c
（
C
O
2
）
•
c
4
（
H
2
）
4
n
A
t
A
V
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：2引用：1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
