CO2甲烷化反應合成替代天然氣，是其循環(huán)利用的重要路徑之一．
（1）CO2甲烷化主反應：CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）ΔH=-165kJ?mol-1，
副反應：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．則ΔH3=-90-90kJ?mol-1．
（2）副反應Ⅱ所生成的CO也能發(fā)生甲烷化反應，反應的化學方程式為 CO（g）+3H2（g）?CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）?CH4（g）+H2O（g）．原料氣中氫碳比[η=n（H2）n（CO2）]對副反應有影響，實際生產(chǎn)中η值較大時能有效防止積碳的原因是 促進C（s）+2H2（g）?CH4（g）平衡正向移動促進C（s）+2H2（g）?CH4（g）平衡正向移動．
（3）根據(jù)熱力學平衡原理，有利于主反應生成更多甲烷的是 cc（填字母標號）．
a.高溫、高壓
b.低溫、低壓
c.高壓、低溫
d.低壓、高溫
（4）以5molH2和1molCO2為初始原料，在催化劑（Ni/xMg）作用下保持總壓為P0發(fā)生反應4H2（g）+CO2（g）?CH4（g）+2H2O（g），不同溫度下在相同時間測得CO2的轉(zhuǎn)化率如圖．
①A點的反應速率v（正）＞＞v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）．
②B點的平衡常數(shù)Kp=656149P20656149P20．
③由圖象可知，影響該催化劑活性的因素有 溫度和催化劑中Mg含量溫度和催化劑中Mg含量．
（5）Arrhenius經(jīng)驗公式為lnk=-EaRT+C（Ea為活化能，單位J?mol-1；k為速率常數(shù)；R和C為常數(shù)，R單位J?mol-1?K-1）．CO2甲烷化反應速率常數(shù)k與溫度T的關(guān)系如圖，Ea=4.44×1044.44×104J?mol-1（保留3位有效數(shù)字）．
[
η
=
n
（
H
2
）
n
（
C
O
2
）
]
6561
49
P
2
0
6561
49
P
2
0
E
a
RT
【考點】化學平衡的計算．
【答案】-90；CO（g）+3H2（g）?CH4（g）+H2O（g）；促進C（s）+2H2（g）?CH4（g）平衡正向移動；c；＞；；溫度和催化劑中Mg含量；4.44×104
6561
49
P
2
0
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：13引用：2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(zhuǎn)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(guān)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（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59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：162引用：26難度：0.3
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