Question

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

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

(Ⅲ)4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g)；ΔH3<0。

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

A.ΔH1=2ΔH2-ΔH3<0

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

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

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

Answer 1

【答案】BD

【解析】

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

B. 其他條件不變，適當增大起始時V(CH4)∶V(CO2)，即增大CH4濃度和減小CO2濃度，根據平衡移動原理，減小反應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的體積分數不斷增大，反應(Ⅲ)是放熱反應，升溫時，平衡逆移消耗H2O，反應(Ⅱ)是吸熱反應，升溫時正移，生成H2O，而由于反應(Ⅲ)消耗H2O的量小于反應(Ⅱ)生成水的量，C錯誤；

D. T℃時，在2.0L容器中加入2mol CH4、2mol CO2以及催化劑進行重整反應，測得CO2的平衡轉化率為75%，則CO2轉化的濃度為 根據三段式：

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

起 1mol/L 1mol/L 0 0

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

答案選BD。