题目内容
研究CO2与CH4的反应使其转化为CO和H2，对减缓燃料危机，减小温室效应具有重要的意义．
（1）已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H═-566KJ/mol
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H═-484KJ/mol
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H═-890KJ/mol
则：CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2 （g）△H═ ．
（2）在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol?L-1的甲烷和二氧化碳，在一定条件下发生反应CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2 （g），测得甲烷的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示．
①下列事实能说明该反应一定达到平衡的是 ．
a．CO2的浓度不再变化
b．v（CH4）正=2v（CO）逆
c．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
d．CO与H2的物质的量比为1：1
②据图可知，p1、p2、p3、p4由大到小的顺序是 ．
③在压强为p4、1100°C的条件下，该反应5min时达到平衡X点，则CO表示该反应的速率为 ，此时H2的体积分数为 ，该温度下，反应的平衡常数为 ．
④其它条件不变，将温度升高，请在图2中把该反应的平衡常数K的变化趋势画出．
．
（1）已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H═-566KJ/mol
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H═-484KJ/mol
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H═-890KJ/mol
则：CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2 （g）△H═
（2）在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol?L-1的甲烷和二氧化碳，在一定条件下发生反应CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2 （g），测得甲烷的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示．
①下列事实能说明该反应一定达到平衡的是
a．CO2的浓度不再变化
b．v（CH4）正=2v（CO）逆
c．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
d．CO与H2的物质的量比为1：1
②据图可知，p1、p2、p3、p4由大到小的顺序是
③在压强为p4、1100°C的条件下，该反应5min时达到平衡X点，则CO表示该反应的速率为
④其它条件不变，将温度升高，请在图2中把该反应的平衡常数K的变化趋势画出．
．考点：热化学方程式,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）根据盖斯定律来计算；
（2）①可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，据此解答．解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
②由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α（P1）＞α（P2）＞α（P3）＞α（P4），据此结合方程式判断压强对平衡移动的影响进行解答；
③由图1可知，压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡X点，是甲烷的转化率为80%，据此计算甲烷的浓度变化量，根据v=
计算v（CH4），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（CO）；
利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算该温度下的平衡常数；
④根据反应吸热，升高温度，平衡右移，K值增大．
（2）①可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，据此解答．解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
②由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α（P1）＞α（P2）＞α（P3）＞α（P4），据此结合方程式判断压强对平衡移动的影响进行解答；
③由图1可知，压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡X点，是甲烷的转化率为80%，据此计算甲烷的浓度变化量，根据v=
| △c |
| △t |
利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算该温度下的平衡常数；
④根据反应吸热，升高温度，平衡右移，K值增大．
解答：
解：（1）已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H═-566KJ/mol ①
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H═-484KJ/mol ②
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H═-890KJ/mol ③
根据盖斯定律，将③-①-②可得：
CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2 （g）△H═（-890KJ/mol ）-（-566KJ/mol ）-（-484KJ/mol ）=+160KJ/mol，
故答案为：+160KJ/mol；
（2）对于CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g），故△H=+160kJ?mol-1，
①、a．平衡时反应混合物各组分的浓度不变，CO2的浓度不再发生变化，说明到达平衡，故a正确；
b．υ正（CH4）=2υ逆（CO），则υ正（CH4）：υ逆（CO）=2：1，不等于化学计量数之比，未处于平衡状态，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应进行，故b错误；
c．反应混合物的总质量不变，随反应进行，反应混合物的总的物质的量增大，平均相对分子质量减小，混合气体的平均相对分子质量不发生变化，说明到达平衡，故c正确；
d．CO与H2的化学计量数为1：1，反应数值按物质的量比为1：1进行，不能说明到达平衡，故d错误；
故答案为：ac；
②由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α（P1）＞α（P2）＞α（P3）＞α（P4），该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应进行，甲烷的转化率降低，故压强P4＞P3＞P2＞P1，故答案为：P4＞P3＞P2＞P1；
③由图1可知，压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡X点，是甲烷的转化率为80%，甲烷的浓度变化量为0.1mol/L×80%=0.08mol/L，故v（CH4）=
=0.016mol/（L?min），根据速率之比等于化学计量数之比，所以v（CO）=2v（CH4）=2×0.16mol/（L?min）=0.032mol/（L?min），
CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g），
开始（mol/L）：0.1 0.1 0 0
变化（mol/L）：0.08 0.08 0.16 0.16
平衡（mol/L）：0.02 0.02 0.16 0.16
H2的体积分数=
×100%=44.4%
该温度下平衡常数k=
=1.64
故答案为：0.032mol/（L?min）；44.4%；1.64；
④反应吸热，升高温度，平衡右移，K值增大，据此作图：
故答案为：
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H═-484KJ/mol ②
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H═-890KJ/mol ③
根据盖斯定律，将③-①-②可得：
CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2 （g）△H═（-890KJ/mol ）-（-566KJ/mol ）-（-484KJ/mol ）=+160KJ/mol，
故答案为：+160KJ/mol；
（2）对于CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g），故△H=+160kJ?mol-1，
①、a．平衡时反应混合物各组分的浓度不变，CO2的浓度不再发生变化，说明到达平衡，故a正确；
b．υ正（CH4）=2υ逆（CO），则υ正（CH4）：υ逆（CO）=2：1，不等于化学计量数之比，未处于平衡状态，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应进行，故b错误；
c．反应混合物的总质量不变，随反应进行，反应混合物的总的物质的量增大，平均相对分子质量减小，混合气体的平均相对分子质量不发生变化，说明到达平衡，故c正确；
d．CO与H2的化学计量数为1：1，反应数值按物质的量比为1：1进行，不能说明到达平衡，故d错误；
故答案为：ac；
②由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α（P1）＞α（P2）＞α（P3）＞α（P4），该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应进行，甲烷的转化率降低，故压强P4＞P3＞P2＞P1，故答案为：P4＞P3＞P2＞P1；
③由图1可知，压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡X点，是甲烷的转化率为80%，甲烷的浓度变化量为0.1mol/L×80%=0.08mol/L，故v（CH4）=
| 0.08mol/L |
| 5min |
CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g），
开始（mol/L）：0.1 0.1 0 0
变化（mol/L）：0.08 0.08 0.16 0.16
平衡（mol/L）：0.02 0.02 0.16 0.16
H2的体积分数=
| 0.16 |
| 0.02+0.02+0.16+0.16 |
该温度下平衡常数k=
| 0.162×0.162 |
| 0.02×0.02 |
故答案为：0.032mol/（L?min）；44.4%；1.64；
④反应吸热，升高温度，平衡右移，K值增大，据此作图：
故答案为：
点评：本题考查反应热的计算、影响化学平衡元素、平衡图象、原电池原理等，题目综合性较大，难度中等，（3）中负极电极反应式的书写为难点，易错点，利用总反应式减去正极反应式可得负极电极反应式．
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下列离子方程式正确的是（ ）
| A、饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2：CO32-+H2O+CO2=2HCO3- |
| B、氯气跟水反应：Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO- |
| C、过氧化钠投入水中：Na2O2+H2O=2Na++2OH-+O2↑ |
| D、氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+ |
下列离子方程式与所述事实不相符的是（ ）
| A、苯酚钠溶液中通入少量CO2：C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3- | ||
| B、在碳酸氢钠溶液中加入过量的氢氧化钡溶液：Ba2++OH-+HCO3-═BaCO3↓+H2O | ||
C、用新制的氢氧化铜悬浊液检验乙醛中的醛基：CH3CHO+2Cu（OH）2+OH-
| ||
| D、向Ca（ClO）2溶液中通入过量SO2：Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓+2H++Cl-+HClO |
（Ⅰ）2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示．请回答下列问题：
