我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： a)CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ∆H1 b)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ∆H2 c)CH4(g) C(s)+2H2(g) ∆H3 d)2CO(g) CO2(g)+C(s) ∆H4 e)CO(g)+H2(g) H2O(g)+C(s) ∆H5

1. 我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH₄与CO₂重整是CO₂利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：

a)CH₄(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)+2H₂(g) ∆H₁

b)CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ∆H₂

c)CH₄(g) $\text{[math]}$ C(s)+2H₂(g) ∆H₃

d)2CO(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+C(s) ∆H₄

e)CO(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g)+C(s) ∆H₅

(1) 根据盖斯定律，反应a的∆H₁=(写出一个代数式即可)。

(2) 上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。 A. 增大CO₂与CH₄的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加 B. 移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动 C. 加入反应a的催化剂，可提高CH₄的平衡转化率 D. 降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小

(3) 一定条件下，CH₄分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分步进行，其中，第步的正反应活化能最大。

(4) 设K $\text{[math]}$ 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p₀（p₀=100kPa）。反应a、c、e的ln K $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ （温度的倒数）的变化如图所示。

①反应a、c、e中，属于吸热反应的有(填字母)。

②反应c的相对压力平衡常数表达式为K $\text{[math]}$ =。

③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO₂)：n(CH₄)=1：1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H₂的分压为40kPa。计算CH₄的平衡转化率，写出计算过程。

(5) CO₂用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：。

【考点】

盖斯定律及其应用; 活化能及其对化学反应速率的影响; 化学平衡常数; 化学反应速率与化学平衡的综合应用;

【答案】

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