题目内容
【题目】天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。
（1）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH4。
写出CO与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式____________
已知： CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g) ΔH＝－41kJ·mol－1
C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH＝－73kJ·mol－1
2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH＝－171kJ·mol－1
（2）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中
通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式____________。
（3）天然气的一个重要用途是制取H2，其原理为：CO2(g)＋CH4(g)
2CO(g)＋2H2(g)。在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示，则压强P1_________P2（填“大于”或“小于”）；压强为P2时，在Y点：v(正)___________v(逆)（填“大于”、“小于”或“等于”）。 求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K=__________。（计算结果保留两位有效数字）
（4）以二氧化钛表面覆盖CuAl2O4为催化剂，可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示。250~300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________。
②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是________________。
【答案】CO (g)+3H2(g)
CH4(g)+ H2O(g) ΔH＝－203kJ·mol－1 2NH4HS＋O2＝2NH3·H2O＋2S↓ 小于 大于 1.6mol2/L2 温度超过250oC时，催化剂的催化效率降低 增大反应压强或增大CO2的浓度
【解析】
（1）根据盖斯定律，CO与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式为CO (g) + 3H2(g)
CH4(g) + H2O(g) ΔH＝－203kJ·mol－1；故答案为CO (g) + 3H2(g)CH4(g) + H2O(g) ΔH＝－203kJ·mol－1；
（2）一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，NH4HS能够与空气中的氧气反应得到单质硫从而使吸收液再生，其化学方程式为2NH4HS＋O2＝2NH3·H2O＋2S↓，故答案为2NH4HS＋O2＝2NH3·H2O＋2S↓；
（3）反应CO2(g)＋CH4(g)
2CO(g)＋2H2(g)是一个气体分子数增大的反应，增大压强，化学平衡向气体分子数减小的逆向进行，平衡转化率减小；而同温条件下，压强P1时的转化率大于压强P2时的转化率，因此压强P1小于P2；压强为P2时，在Y点，由于还未达到平衡状态，反应一直向正向进行着，因此v(正)大于v(逆)；由图1可知，在Y点对应温度下，该反应平衡转化率为0.8，则化学平衡常数的计算过程如下：
CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)
起始浓度（mol/L） 0.1 0.1 0 0
转化浓度（mol/L） 0.08 0.08 0.16 0.16
平衡浓度（mol/L） 0.02 0.02 0.16 0.16
平衡常数K= 
mol2/L2；
故答案为小于、大于、1.6mol2/L2；
（4）①根据图像，250~300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低；故答案为温度超过250oC时，催化剂的催化效率降低；
②CH4与CO2转化为乙酸的反应可表示为CH4+CO2CH3COOH，由于反应的ΔH未知，因此为了提高CH4的转化率，采用增大反应压强或增大CO2的浓度的方式来提高CH4的转化率。故答案为增大反应压强或增大CO2的浓度。
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【题目】(1)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染.传统上该转化通过如图所示的催化剂循环实现，其中，反应①为 2HCl(g)+CuO(s)=H2O(g)+CuCl2(s) 
反应②生成1molCl2(g)的反应热为
，则总反应的热化学方程式为_______________(反应热△H用含和的代数式表示)。
(2)在容积为1L的密闭容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：
①该反应的
____________0（填“>”或“<”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如下表所示。在0～60s时段，反应速率υ(N2O4)为_________mol·L-1·s-1；40s时C2___________0.10mol/L（填“>”或“<”）。
②100℃时达平衡后，改变反应温度为
，c(N2O4)以0.0020 mol·L
·s的平均速率降低，经10s又达到平衡。则T______100℃（填“>”或“<”）。
③计算温度T时反应的平衡常数K___________。
(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。平衡向___________（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，N2O4的转化率______（填“增大”或“减小”）。
时间（s） | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
N2O4浓度 （mol/L) | 0.10 | 0.06 | C1 | 0.04 | 0.04 |
NO2浓度 （mol/L) | 0 | 0.08 | C2 | 0.12 | 0.12 |
