甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应：
①CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206kJ•mol-1
②CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ•mol-1
恒定压强为100kPa时，将n（CH4）：n（H2O）=1：3的混合气体投入反应器中，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
（1）写出CH4与CO2生成H2和CO的热化学方程式：CH4（g）+CO2（g）=2H2（g）+2CO（g）△H=+247kJ•mol-1CH4（g）+CO2（g）=2H2（g）+2CO（g）△H=+247kJ•mol-1。
（2）关于甲烷和水蒸气催化制氢反应，下列叙述正确的是 CDCD。（填标号）
A．恒温、恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，反应速率加快
B．恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数增大，反应速率加快
C．升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快
D．加入合适的催化剂，降低反应温度也能实现单位时间转化率不变
（3）系统中H2的含量，在700℃左右出现峰值，试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因：
①低于700℃，由于CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206kJ•mol-1的正反应方向吸热，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，氢气的物质的量逐渐增大由于CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206kJ•mol-1的正反应方向吸热，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，氢气的物质的量逐渐增大；
②高于700℃，随着反应的进行，一氧化碳的物质的量增大，发生反应②，反应②正反应放热，当温度升高时，平衡逆向移动，使氢气的物质的量减小随着反应的进行，一氧化碳的物质的量增大，发生反应②，反应②正反应放热，当温度升高时，平衡逆向移动，使氢气的物质的量减小。
（4）已知投料比为n（CH4）：n（H2O）=1：3的混合气体，p=100kPa。600℃时，CH4的平衡转化率为 77.78%77.78%，反应①的平衡常数的计算式为Kp=（100×0.5）3×（100×0.06）（100×0.32）×（100×0.04）（100×0.5）3×（100×0.06）（100×0.32）×（100×0.04）。（Kp是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）
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【答案】CH4（g）+CO2（g）=2H2（g）+2CO（g）△H=+247kJ•mol-1；CD；由于CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206kJ•mol-1的正反应方向吸热，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，氢气的物质的量逐渐增大；随着反应的进行，一氧化碳的物质的量增大，发生反应②，反应②正反应放热，当温度升高时，平衡逆向移动，使氢气的物质的量减小；77.78%；
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【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：360引用：3难度：0.4
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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
