Question

【題目】CO2催化重整CH4的反應(yīng)：(Ⅰ)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)；ΔH1，

主要副反應(yīng)：(Ⅱ)H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)；ΔH2>0，

(Ⅲ)4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g)；ΔH3<0。

在恒容反應(yīng)器中按體積分?jǐn)?shù)V(CH4)∶V(CO2)=50%∶50%充入氣體，加入催化劑，測得反應(yīng)器中平衡時各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是（ ）

A.ΔH1=2ΔH2-ΔH3<0

B.其他條件不變，適當(dāng)增大起始時V(CH4)∶V(CO2)，可抑制副反應(yīng)(Ⅱ)、(Ⅲ)的進(jìn)行

C.300～580℃時，H2O的體積分?jǐn)?shù)不斷增大，是由于反應(yīng)(Ⅲ)生成H2O的量大于反應(yīng)(Ⅱ)消耗的量

D.T℃時，在2.0L容器中加入2mol CH4、2mol CO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng)，測得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，則反應(yīng)(Ⅰ)的平衡常數(shù)小于81

Answer 1

【答案】BD

【解析】

A. 反應(yīng)(Ⅰ)可由2倍(Ⅱ)減去反應(yīng)(Ⅲ)得到，故ΔH1=2ΔH2-ΔH3，再根據(jù)圖示，隨溫度的升高，CH4和CO2的體積分?jǐn)?shù)減小，說明升溫，平衡正移，而升溫平衡向吸熱方向移，正反應(yīng)吸熱，ΔH1>0，A不正確；

B. 其他條件不變，適當(dāng)增大起始時V(CH4)∶V(CO2)，即增大CH4濃度和減小CO2濃度，根據(jù)平衡移動原理，減小反應(yīng)物濃度或增加生成物濃度，平衡都逆向移動，B正確；

C. 300～580℃時，H2O的體積分?jǐn)?shù)不斷增大，反應(yīng)(Ⅲ)是放熱反應(yīng)，升溫時，平衡逆移消耗H2O，反應(yīng)(Ⅱ)是吸熱反應(yīng)，升溫時正移，生成H2O，而由于反應(yīng)(Ⅲ)消耗H2O的量小于反應(yīng)(Ⅱ)生成水的量，C錯誤；

D. T℃時，在2.0L容器中加入2mol CH4、2mol CO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng)，測得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，則CO2轉(zhuǎn)化的濃度為 根據(jù)三段式：

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)

起 1mol/L 1mol/L 0 0

轉(zhuǎn)0.75mol/L 0.75mol/L 1.5mol/L 1.5mol/L

平 0.25mol/L 0.25mol/L 1.5mol/L 1.5mol/L

若不考慮副反應(yīng)，則反應(yīng)(Ⅰ)的平衡常數(shù)，但由于副反應(yīng)(Ⅲ)中，消耗的氫氣的量比二氧化碳多的多，故計(jì)算式中，分子減小的更多，值小于81，D正確；

答案選BD。