Question

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

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

(Ⅲ)4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g)；ΔH3<0。

在恒容反应器中按体积分数V(CH4)∶V(CO2)=50%∶50%充入气体，加入催化剂，测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）

A.ΔH1=2ΔH2-ΔH3<0

B.其他条件不变，适当增大起始时V(CH4)∶V(CO2)，可抑制副反应(Ⅱ)、(Ⅲ)的进行

C.300～580℃时，H2O的体积分数不断增大，是由于反应(Ⅲ)生成H2O的量大于反应(Ⅱ)消耗的量

D.T℃时，在2.0L容器中加入2mol CH4、2mol CO2以及催化剂进行重整反应，测得CO2的平衡转化率为75%，则反应(Ⅰ)的平衡常数小于81

Answer 1

【答案】BD

【解析】

A. 反应(Ⅰ)可由2倍(Ⅱ)减去反应(Ⅲ)得到，故ΔH1=2ΔH2-ΔH3，再根据图示，随温度的升高，CH4和CO2的体积分数减小，说明升温，平衡正移，而升温平衡向吸热方向移，正反应吸热，ΔH1>0，A不正确；

B. 其他条件不变，适当增大起始时V(CH4)∶V(CO2)，即增大CH4浓度和减小CO2浓度，根据平衡移动原理，减小反应物浓度或增加生成物浓度，平衡都逆向移动，B正确；

C. 300～580℃时，H2O的体积分数不断增大，反应(Ⅲ)是放热反应，升温时，平衡逆移消耗H2O，反应(Ⅱ)是吸热反应，升温时正移，生成H2O，而由于反应(Ⅲ)消耗H2O的量小于反应(Ⅱ)生成水的量，C错误；

D. T℃时，在2.0L容器中加入2mol CH4、2mol CO2以及催化剂进行重整反应，测得CO2的平衡转化率为75%，则CO2转化的浓度为 根据三段式：

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

起 1mol/L 1mol/L 0 0

转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

若不考虑副反应，则反应(Ⅰ)的平衡常数，但由于副反应(Ⅲ)中，消耗的氢气的量比二氧化碳多的多，故计算式中，分子减小的更多，值小于81，D正确；

答案选BD。