人教高中化学热点强化练13　多平衡体系的综合分析.doc

热点强化练13　多平衡体系的综合分析
1．(2020·江苏盐城高三三模)CO2催化重整CH4的反应如下：
(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2.0 L容器中加入2 mol CH4、2 mol 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)的平衡常数等于81
答案　B
解析　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动，正反应吸热，ΔH1>0，A不正确；其他条件不变，适当增大起始时V(CH4)∶V(CO2)，即增大CH4浓度或减小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；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；T ℃时，在2.0 L容器中加入2 mol CH4、2 mol CO
2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＝×75%＝0.75 mol/L根据三段式：
若不考虑副反应，则反应(Ⅰ)的平衡常数＝＝81，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错误。
2．(2020·安徽省江南十校4月综合素质测试)CH4用水蒸气重整制氢包含的反应为：
Ⅰ.水蒸气重整：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋206 kJ·mol－1
Ⅱ.水煤气变换：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.2 kJ·mol－1
平衡时各物质的物质的量分数如图所示：
(1)为提高CH4的平衡转化率，除压强、温度外，还可采取的措施是_________________________________________________________(写一条)。
(2)温度高于T1 ℃时，CO2的物质的量分数开始减小，其原因是______________________________________________________________。
(3)T2 ℃时，容器中＝________。
答案　(1)增大起始时(或及时从产物中分离出氢气)　(2)反应Ⅱ为放热反应，从T1 ℃升高温度，平衡向逆反应方向移动