一碳化學是以分子中只含一個碳原子的化合物（如CO、CH4、CH3OH等）為原料來合成一系列化工原料和燃料的化學。
天然氣重整的反應為：CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2 （g）△H1=+206.4KJ?mol-1
已知：水煤氣變換反應為：CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H2=-41.2kJ?mol-1
（1）CH4與CO2經(jīng)催化重整制得CO和H2的熱化學反應方程式為CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）△H=+247.6kJ/molCH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）△H=+247.6kJ/mol。
（2）合成氣在一定條件下能夠合成甲醇反應為CO（g）+3H2（g）═CH3OH（g）。在恒溫剛性容器中，下列事實能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是B、CB、C。（填選項字母）
A.氣體密度不再改變
B.氣體平均摩爾質(zhì)量不再改變
C.容器內(nèi)的壓強不再發(fā)生變化
D.單位時間內(nèi)消耗CO和生成CH3OH物質(zhì)的量相等
（3）用H2還原CO2可以在一定條件下合成CH3OH（不考慮副反應）
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH （g）+H2O（g）△H＜0
①某溫度下，恒容密閉容器中，CO2和H2的起始濃度分別為 amolL-1和3amol?L-1，反應平衡時，CH3OH的產(chǎn)率為b,該溫度下反應平衡常數(shù)的值為（ab）2（a-ab）×（3a-3ab）3（ab）2（a-ab）×（3a-3ab）3。
CH3OH的平衡產(chǎn)率=n（CH3OH）平衡n（CO2）初始
②恒壓下，CO2和H2的起始物質(zhì)的量比為1：3時，該反應在無分子篩膜時甲醇的平衡產(chǎn)率和有分子篩膜時甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖2所示，其中分子篩膜能選擇性分離出H2O
a、甲醇平衡產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因為該反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動該反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動。
b、P點甲醇產(chǎn)率高于T點的原因為分子篩膜從反應體系中不斷分離出H2O，有利于反應正向進行，甲醇產(chǎn)率升高分子篩膜從反應體系中不斷分離出H2O，有利于反應正向進行，甲醇產(chǎn)率升高。
c、根據(jù)圖1，在此條件下采用該分子篩膜時的最佳反應溫度為210210℃
（4）在剛性容器中，物質(zhì)的量相等的CH4和H2O發(fā)生天然氣重整反應，圖2為CH4的平衡轉化率與溫度、壓強的關系。
①圖中溫度T1、T2、T3、T4由大到小順序為T4＞T3＞T2＞T1T4＞T3＞T2＞T1。
②有利于提高平衡體系中CO體積分數(shù)又能加快化學反應速率的是ADAD。
A.升高溫度
B.加入催化劑
C.減小壓強
D.增大水蒸氣濃度
③圖中壓強是起始容器中壓強，列式計算CH4和H2O反應在圖中N點（起始壓強4PMPa）的平衡常數(shù)Kp=11.5211.52（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）
（
ab
）
2
（
a
-
ab
）
×
（
3
a
-
3
ab
）
3
（
ab
）
2
（
a
-
ab
）
×
（
3
a
-
3
ab
）
3
n
（
C
H
3
OH
）
平衡
n
（
C
O
2
）
初始
【答案】CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）△H=+247.6kJ/mol；B、C；；該反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動；分子篩膜從反應體系中不斷分離出H2O，有利于反應正向進行，甲醇產(chǎn)率升高；210；T4＞T3＞T2＞T1；AD；11.52
（
ab
）
2
（
a
-
ab
）
×
（
3
a
-
3
ab
）
3
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：22引用：1難度：0.5
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1．氫氣最早于16世紀被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數(shù)值lgp與溫度的關系如圖所示。
①T℃時，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應條件使Kp變大，則該條件是（填標號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：60引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3