题目内容
【题目】资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。
（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式如下：6 FeO（s） + CO2（g） ＝ 2 Fe3O4（s） + C（s） ΔH＝－76.0 kJ/mol，该反应中每放出38 kJ热量，转移电子的物质的量为 mol。
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO2（g）+4H2（g）
CH4（g）+2H2O（g）ΔH＜0
①向一容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2 mol/L，H2 0.8 mol/L， CH4 0.8 mol/L，H2O 1.6 mol/L，起始充CO2和H2的物质的量分别为 、 ，CO2的平衡转化率为 。
②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、II，在I中充入1 mol CO2和4 mol H2，在II中充入1 mol CH4和2 mol H2O（g），300℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是 。
A．容器I、II中正反应速率相同
B．容器I、II中CH4的物质的量分数相同
C．容器I中CO2的物质的量比容器II中的多
D．容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1
【答案】（1）2 （2）①2 mol 8 mol 80% ②C D
【解析】
试题分析：（1）先由
可知，参加反应的CO2为
mol = 0.5mol，再由化合价升降可得关系式：6 FeO（s） + CO2（g） ＝ 2 Fe3O4（s） + C（s）～4e-，由转移电子与CO2的物质的量之比等于系数之比可知，该反应转移了0.5 mol × 4 = 2 mol；（2）① 先由三行数据法和题意逆推可知：
CO2（g） + 4 H2（g） 
CH4（g） + 2 H2O（g）
起始浓度/ molL-1 1.0 4.0 0 0
变化浓度/ molL-1 0.8 3.2 0.8 1.6
平衡浓度/ molL-1 0.2 0.8 0.8 1.6
再由cV=n可知，起始时容器内投入CO2和H2的物质的量分别为2.0mol、8.0mol；然后由
可知，CO2的平衡转化率为80%； （3）A、由反应CO2（g） + 4 H2（g） CH4（g） + 2 H2O（g）的速率方程可知，容器I中v（正） = k（正）c（CO2） c4（H2），容器II中v（正） = k（正）c（CH4） c2（H2O），A错误；B、如果不是一个绝热容器，那么在两个容器中按题中的投料是等效平衡，也就是说两个容器中甲烷的含量应该相等，CO2（g） + 4 H2（g） CH4（g） + 2 H2O（g）的正反应是ΔH ＜ 0的放热反应，则绝热容器I中温度升高，相当于在容器II中反应所达平衡的基础上升温，平衡向逆反应方向移动，I中CH4的物质的量分数将比II中小，B错误；C、CO2（g） + 4 H2（g） CH4（g） + 2 H2O（g）的正反应是ΔH ＜ 0的放热反应，则绝热容器I中温度升高，相当于在容器II中反应所达平衡的基础上升温，平衡向逆反应方向移动，I中CO2的物质的量将比II中大，C正确；D、如果按照等效平衡来考虑的话，容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和等于1，CO2（g） + 4 H2（g） 
CH4（g） + 2 H2O（g）的正反应是ΔH ＜ 0的放热反应，则绝热容器I中温度升高，相当于在容器II中反应所达平衡的基础上升温，平衡向逆反应方向移动，I中CO2的转化率比与容器II中CH4的转化率小，二者之和小于100%，D正确；答案选CD。
