CH₄和CO₂一样是主要的温室气体，为应对全球气候问题，中国政府承诺“2030年碳达峰”2060年碳中和”，二氧化碳再次成为科学家们研究的重点。甲烷-CO₂重整反应可以得到用途广泛的合成气，已知方程式：CH₄（g）+CO₂（g）⇌2H₂（g）+2CO（g）△H＞0

（1）在一恒温恒容容器中充入等物质的量的CH₄和CO₂，能表明该反应达平衡状态的是

BD

BD

（填字母）
A.v_正（CH₄）=2v_逆（H₂）
B.

c

（

C

O

2

）

c

（

H

2

）

不再变化
C.气体密度不再变化
D.气体平均摩尔质量不再变化
E.

c

2

（

CO

）

•

c

2

（

H

2

）

[

c

（

C

H

4

）

•

c

（

C

O

2

）

]

不再变化
（2）控制其它条件不变，改变温度对合成气中甲烷体积分数的影响如图1。
若充入a mol CH₄，经过2小时后达到如右图A点，2小时内用CH₄表示的平均反应速率为

3

14

a

3

14

a

mol/h（用a表示）；假设A为平衡态，此时压强为2MPa,平衡常数K_p=

0.81MPa²

0.81MPa²

（用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数，保留2位小数）。
（3）工业上常利用生成的合成气制造甲醇。将CO和H₂通入某密闭容器中，只发生反应CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g），有甲、乙两容器，甲容器容积固定。一定温度下，在甲中加入1mol CO、2mol H₂，达到平衡时生成CH₃OH的物质的量为m mol。
①相同温度下，在乙中加入2mol CO、4mol H₂，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成CH₃OH的物质的量为

D

D

mol（从下列各项中选择，只填字母，下同）；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成CH₃OH的物质的量为

E

E

mol。
A.小于m
B.等于m
C.在m～2m之间
D.等于2m
E.大于2m
②相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入0.2molCH₃OH，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入

0.3

0.3

molCO和

0.6

0.6

molH₂。
（4）已知在高温的条件下，会发生如下副反应：CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）△H₂=+41.0kJ•mol^-1，且温度越高副反应的转化率越高，化学上称之为“温度的选择性”。不同n（CO₂）/n（CH₄）配比随温度变化对平衡时n（H₂）/n（CO）配比的影响如图2所示。
按n（CO₂）/n（CH₄）=2.5的配比进料，随温度升高，合成气n（H₂）/n（CO）配比“先增加后减小”。增加是因为升温有利甲烷分解的积碳反应，请解释“减小”的可能原因

温度越高副反应的转化率越高，二氧化碳与生成的氢气发生反应，消耗氢气，生成一氧化碳，导致平衡时

n

（

H

2

）

n

（

C

O

2

）

配比减小

温度越高副反应的转化率越高，二氧化碳与生成的氢气发生反应，消耗氢气，生成一氧化碳，导致平衡时

n

（

H

2

）

n

（

C

O

2

）

配比减小

。