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解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷310
研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要的意义。
（1）已知CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) △H＝＋248kJ·mol－1、△S＝310J •mol-1·K-1，该反应能自发进行的温度范围为____。
（2）在密闭恒容容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①工业生产时一般会选用P4和1250℃进行合成，请解释其原因___________。
②在压强为P3、1000℃的条件下，该反应5min时达到平衡点Y，则用CO表示该反应的速率为_____，该温度下，反应的平衡常数为_________（保留3位有效数字）。
（3）CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2 (g)来制取
①在恒温恒容下，如果从反应物出发建立平衡，可认定已达平衡状态的是________。
A．体系压强不再变化                  B．H2、CO和H2O的物质的量之比为1:1:1        
C．混合气体的密度保持不变        D．混合气体中H2O的百分含量保持不变
②在某体积可变的密闭容器中同时投入四种物质，2min时达到平衡，测得容器中有1mol H2O（g）、1mol CO（g）、2.2molH2（g）和足量的C（s），如果此时对体系加压，平衡向__________(填“正”或“逆”)反应方向移动，达到新的平衡后，气体的平均摩尔质量为__________________。
2019·宁夏银川·二模
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知识点：影响化学反应速率的因素化学平衡状态的判断方法化学平衡题中基于图表数据的相关计算反应进行方向判据的应用 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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实现反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，△H0，对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义。
（1）已知：① 2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) △H1＝－566 kJ·mol－1
② 2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) △H2＝－484 kJ·mol－1
③ CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(g) △H3＝－802 kJ·mol－1
则△H0＝______kJ·mol－1
（2）在密闭容器中，通入2.5mol的CH4与2.5mol CO2，一定条件下发生反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。

据图可知，p1、p2、 p3、p4由大到小的顺序____________。
（3）CO和H2还可以通过反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2 (g) 制取。
① 在恒温恒容下，若从反应物出发建立平衡，已达到平衡的是_____________
A．体系压强不再变化B．CO与H2的物质的量之比为1:1
C．混合气体的密度保持不变D．每消耗1mol H2O(g)的同时生成1mol H2

② 恒温下，在2L的密闭容器中同时投入四种物质，10min时达到平衡，测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2molH2(g)和2molC(s)，反应的平衡常数K=___________。
若此时增大压强，平衡将向_______(填“正”、“逆”)反应方向移动，t1min时达到新的平衡。
③ 请画出增大压强后10min～t1min时容器中H2物质的量n随时间变化的曲线图。_____
研究NO2、SO2、CO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)已知：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔH = - Q1 kJ·mol-1 ；
2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ΔH = - Q2 kJ·mol-1 ；
则反应NO2(g) + SO2(g) SO3(g) + NO(g) 的ΔH= ___________kJ·mol-1；
该反应达化学平衡的标志是___________。
A．△H不再变化                                                     B．c(NO2) = c(SO3)
C．混合气体的平均相对分子质量保持不变                  D．混合气体的颜色保持不变
(2)CH4不仅是优质的气体燃料，还能利用它和CO 2重整，发生反应：CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)，获得合成气 (主要成分为CO、H2)，从而减少温室气体的排放。在一定条件下CH4的平衡转化率与温度及压强(单位：Pa)的关系如图所示。则y点：v(正)___________(填“>”、“=”或“<”，下同)v(逆)；压强：p1___________p2；该反应的ΔH___________0；在恒温、p2下，在一容积可变的容器中，达到平衡状态x时四种气体的物质的量均为1 mol，若此时再充入四种气体各1 mol，则平衡___________(填“向左”、“向右”或“不”)移动。

(3)在一定温度下向2L恒容密闭容器中充入2mol正丁烷，反应生成乙烯和乙烷，经过10min 达到平衡状态，测得平衡时气体压强是原来的1.5倍。
①0~10min内乙烯的生成速率v(C2H4)=___________ mol·L-1·min-1；
②上述条件下，该反应的平衡常数K=___________mol·L-1。
“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
（1）已知：
①CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1
②C(s)＋2H2(g)CH4(g) 　ΔH＝－73 kJ·mol－1
③2CO(g)C(s)＋CO2(g) 　 ΔH＝－171 kJ·mol－1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式：__________________________。
（2）目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，在容积为2 L密闭容器中，充入1 mol CO2和3.25 mol H2在一定条件下发生反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如右图所示：

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝________。
②下列措施一定不能使CO2的转化率增大的是________。
A．在原容器中再充入1 mol CO2　　　     B．在原容器中再充入1 mol H2
C．在原容器中充入1 mol氦气                 D．使用更有效的催化剂
E．缩小容器的容积                                 F．将水蒸气从体系中分离
（3）高温下，CO2与足量的碳在密闭容器中实现反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。
向容积为1 L的恒容容器中加入0.2 mol CO2，在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示。则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应，某温度下，若向该平衡体系中再通入0.2 mol CO2，平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，达到新平衡后，体系中CO的百分含量________(填“变大”“变小”或“不变”)。

（4）在T1时，向体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的CO和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与的关系如下图所示。

①当＝2时，经过5 min达到平衡，CO的转化率为0.6，则该反应的化学平衡常数K＝____________(保留一位小数)。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol，达到新平衡时H2的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②当＝3.5时，达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图象中的________(填“D”“E”或“F”)点。

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