Question

【題目】【2017屆湖南省懷化市高三上學期期中質檢化學試卷】CO2是目前最主要的溫室氣體，減小CO2的排放并用來制造有價值的化學用品是目前的研究目標。

（1）利用CO2與CH4生產合成氣(CO、H2)：

已知：CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=－890.3 KJ·mol－1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=+2.8 KJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=－566.0 KJ·mol－1

反應CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH= ____________。

②250℃時，以鎳合金為催化劑，向體積為4 L的密閉容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，開始發生如下反應：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。經過一段時間達到平衡，平衡體系中各組分體積分數(某一成分物質的量占總氣體物質的量的百分數)如下表：

物質	CH4	CO2	CO	H2
體積分數	0.1	0.1	0.4	0.4

此溫度下該反應的平衡常數K=________________。

Answer 1

【答案】（1）①+247.3KJ/mol；②64；

【解析】

試題分析：（1）①CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)，

②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，

③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)，得出①＋2×②－2×③

△H=(－890.3＋2×2.8＋2×566)kJ·mol－1= ＋247.3kJ·mol－1；

②CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)

起始： 6 6 0 0

變化： x x 2x 2x

平衡：6－x 6－x 2x 2x

根據體積分數，求出x=4，達到平衡時c(CO2)=2/4mol·L－1=0.5mol·L－1，c(CH4)=0.5mol·L－1，c(CO)=c(H2)=2mol·L－1，根據化學平衡常數的表達式，K=c2(H2)×c2(CO)/[c(CO2)×c(CH4)]=24/(0.5×0.5)= 64；