题目内容
【题目】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
（1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g) 
2CO(g)+2H2(g)。
已知：C(s)+2H2(g) = CH4(g) ΔH= -76 kJ·mol1
C(s)+O2(g) = CO2(g) ΔH= -394 kJ·mol1
2C(s)+ O2(g) =2 CO(g) ΔH= -222 kJ·mol1
该催化重整反应的ΔH=______kJ·mol1，有利于提高CH4平衡转化率的条件是（填标号）。______________
A．高温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．低温低压
某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为___mol2·L2。
（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
积碳反应： CH4(g) | 消碳反应： CO2(g)+C(s) | ||
ΔH/(kJ·mol1) | +75 | +172 | |
活化能/ (kJ·mol1) | 催化剂X | 33 | 91 |
催化剂Y | 43 | 72 | |
①上表判断，催化剂X_______Y（填“优于”或“劣于”），理由是：____________。
在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的 变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(υ)的叙述正确的是________填标号）。
A．K积、K消均增加
B．υ积减小，υ消增加
C．K积减小，K消增加
D．υ消增加的倍数比υ积增加的倍数大
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为υ=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为____。
【答案】+248 A 1/3 劣于 相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大 AD pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)
【解析】
（1）将已知反应依次编号为①②③，根据盖斯定律可知③-②-①即得到该催化重整反应：CH4(g)+CO2(g) 
2CO(g)+2H2(g)，则ΔH=（-222 kJ·mol1）—（-394 kJ·mol1）—（-76 kJ·mol1）=+248kJ·mol1；该反应是一个气体体积增大的吸热反应，升高温度和降低压强，平衡向正反应方向移动，CH4平衡转化率增大；某温度下，在体积为2L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，根据方程式可建立三段式：
CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)
起（mol/L）1 0.5 0 0
变（mol/L）0.25 0.25 0.5 0.5
平（mol/L）0.75 0.25 0.5 0.5
则化学平衡常数K=
=
=
mol2·L2，故答案为：+248；A；；
（2）①根据表中数据可知，相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大，所以催化剂X劣于Y；
A、正反应均是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，因此K积、K消均增加，A正确；
B、升高温度反应速率均增大，B错误；
C、根据A中分析可知选项C错误；
D、积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低，这说明υ消增加的倍数比υ积增加的倍数大，D正确；
正确的为AD，故答案为：劣于；相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大；AD；
②根据反应速率方程式可知在p(CH4)一定时，生成速率随p(CO2)的升高而降低，所以根据图像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)，故答案为：pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。
【题目】下表是生活生产中常见的物质，表中列出了它们的（主要）成分
编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ |
名称 | 酒精 | 醋酸 | 火碱 | 食盐 | 铜导线 | 亚硫酸酐 | 苏打 |
主要成分 | CH3CH2OH | CH3COOH | NaOH | NaCl | Cu | SO2 | Na2CO3 |
（1）请你对表中①~⑦的主要成分进行分类（填编号）：
属于电解质的是_______________ ，属于非电解质的是____________________ 。
（2）过量②的水溶液与⑦反应的离子方程式 ________________________________。
（3）已知用金属钠制取氧化钠，可有多种方法：
①4Na + O2=2Na2O； ②4Na + CO2 =2Na2O + C；③2NaNO2 + 6Na =4Na2O + N2↑
在上述三种方法中，最好的是_________ ，原因是___________。
（4）某实验小组通过下列实验探究过氧化钠与水的反应：
①用化学方程式解释使酚酞变红的原因 _______________________________；依据实验现象推测红色褪去的原因是___________________________________。
②加入MnO2反应的化学方程式为 ___________________________________ 。
（5）在实验室模拟侯氏制碱法制备碳酸钠：一定温度下，往一定量饱和NaCl溶液中通入氨气达到饱和后，再不断通入CO2，一段时间后，出现沉淀，过滤得到NaHCO3晶体。该过程的化学方程式为：____________
（6）在化学课上老师向NaOH溶液通入CO2后无明显现象，那我们如何通过实验证明CO2与NaOH发生了反应？某化学小组同学将过量的干冰放入氢氧化钠溶液中，利用数字化传感器测定溶液pH的变化，如图所示，请用化学方程式回答下列问题：
①BC段变化原因可能是 ___________________________________________________________ ；
②CD段变化原因可能是 ___________________________________________________________ 。
