CO2甲烷化反应合成替代天然气，是其循环利用的重要路径之一．
（1）CO2甲烷化主反应：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）ΔH=-165kJ⋅mol-1，
副反应：Ⅰ．C（s）+2H2（g）⇌CH4（g）ΔH1=-75kJ⋅mol-1；
Ⅱ．CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41.2kJ⋅mol-1；
Ⅲ．CO2（g）+2H2（g）⇌C（s）+2H2O（g）ΔH3．则ΔH3=-90-90kJ⋅mol-1．
（2）副反应Ⅱ所生成的CO也能发生甲烷化反应，反应的化学方程式为 CO（g）+3H2（g）⇌CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）⇌CH4（g）+H2O（g）．原料气中氢碳比[η=n（H2）n（CO2）]对副反应有影响，实际生产中η值较大时能有效防止积碳的原因是 促进C（s）+2H2（g）⇌CH4（g）平衡正向移动促进C（s）+2H2（g）⇌CH4（g）平衡正向移动．
（3）根据热力学平衡原理，有利于主反应生成更多甲烷的是 cc（填字母标号）．
a.高温、高压
b.低温、低压
c.高压、低温
d.低压、高温
（4）以5molH2和1molCO2为初始原料，在催化剂（Ni/xMg）作用下保持总压为P0发生反应4H2（g）+CO2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g），不同温度下在相同时间测得CO2的转化率如图．
①A点的反应速率v（正）＞＞v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）．
②B点的平衡常数Kp=656149P20656149P20．
③由图象可知，影响该催化剂活性的因素有 温度和催化剂中Mg含量温度和催化剂中Mg含量．
（5）Arrhenius经验公式为lnk=-EaRT+C（Ea为活化能，单位J⋅mol-1；k为速率常数；R和C为常数，R单位J⋅mol-1⋅K-1）．CO2甲烷化反应速率常数k与温度T的关系如图，Ea=4.44×1044.44×104J⋅mol-1（保留3位有效数字）．
[
η
=
n
（
H
2
）
n
（
C
O
2
）
]
6561
49
P
2
0
6561
49
P
2
0
E
a
RT
【考点】化学平衡的计算．
【答案】-90；CO（g）+3H2（g）⇌CH4（g）+H2O（g）；促进C（s）+2H2（g）⇌CH4（g）平衡正向移动；c；＞；；温度和催化剂中Mg含量；4.44×104
6561
49
P
2
0
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：15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
