甲烷和二氧化碳在催化劑作用下可以轉(zhuǎn)化為合成氣（主要包含H₂、CO和少量H₂O的混合氣體）。
主反應(yīng)為：Ⅰ.CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）     ΔH₁=+247kJ/mol
主要副反應(yīng)有：Ⅱ.CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）  ΔH₂=+41.2kJ/mol
Ⅲ.CH₄ （g）?C（s）+2H₂（g）   ΔH₃=+74.8kJ/mol
Ⅳ.CO（g）+H₂（g）?C（s）+H₂O（g）   ΔH₄=-175kJ/mol
（1）寫出甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成CO和氫氣的熱化學(xué)方程式

CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g） ΔH=+205.8kJ/mol

CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g） ΔH=+205.8kJ/mol

。
（2）下列說法正確的是

C

C

。
A．其它條件一定，減小壓強，有利于主反應(yīng)平衡Ⅰ向逆方向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小
B．其它條件一定時，不斷增大

n

（

C

O

2

）

n

（

C

H

4

）

的值，不僅可以提高CH₄的轉(zhuǎn)化率，CO和H₂百分含量也會更高
C．使用催化劑不能提高主反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率
D．由主反應(yīng)知，及時分離出產(chǎn)物，平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率提高
（3）在壓強為2MPa,投料比為1：1的條件下，圖a是原料的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的變化曲線；圖b是不同溫度下，反應(yīng)平衡時氣體產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化的變化曲線。

②當(dāng)溫度低于1250K時，原料的平衡轉(zhuǎn)化率CH₄小于CO₂，原因可能是

溫度低于1250K時副反應(yīng)中主要發(fā)生CO₂+H₂?CO+H₂O，也消耗CO₂

溫度低于1250K時副反應(yīng)中主要發(fā)生CO₂+H₂?CO+H₂O，也消耗CO₂

。
②圖b中A和B分別代表產(chǎn)物

CO

CO

和

H₂

H₂

，當(dāng)溫度高于1050K，H₂O的含量隨溫度升高而下降的主要原因是

當(dāng)溫度高于1050 K，升高溫度，更有利于反應(yīng)Ⅳ逆向進(jìn)行，H₂O的含量下降

當(dāng)溫度高于1050 K，升高溫度，更有利于反應(yīng)Ⅳ逆向進(jìn)行，H₂O的含量下降

。
③溫度為1200K時，反應(yīng)Ⅳ的平衡常數(shù)K_p=

0.31MPa^-1

0.31MPa^-1

（用分壓計算，分壓=總壓×物體積分?jǐn)?shù)，保留兩位小數(shù)。）
（4）在0.1MPa、1.0MPa和4.0MPa壓強下，CH₄平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖c所示，則P₁

＜

＜

P₃（填“＞”或“＜”或“=”），判斷的依據(jù)是

反應(yīng)Ⅰ和Ⅲ都是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，氣體條件不變時，增大壓強由利于平衡逆向進(jìn)行，CH₄的的轉(zhuǎn)化率減小，所以P₁＜P₃

反應(yīng)Ⅰ和Ⅲ都是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，氣體條件不變時，增大壓強由利于平衡逆向進(jìn)行，CH₄的的轉(zhuǎn)化率減小，所以P₁＜P₃

。