[题目]CO2是廉价的碳资源.其综合利用具有重要意义.(1)CO2与CH4经催化重整反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H=+120kJ·mol-1可以制得合成气.已知上述反应中相关物质所含化学键键能数据如下:化学键C-HC=OH-HC≡O(CO)键能/kJ·mol-1abcx①x= .②分别在恒温密闭容器A(恒容).B(恒压.体积可� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】CO2是廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。

（1）CO2与CH4经催化重整反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H=+120kJ·mol-1可以制得合成气。

已知上述反应中相关物质所含化学键键能数据如下：

化学键	C-H	C=O	H-H	C≡O(CO)
键能/kJ·mol-1	a	b	c	x

①x=___。

②分别在恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压，体积可变)中，加入CH4和CO2各1mol的混合气体，起始体积均为VL。相同温度下两容器中反应达平衡后吸收热量较多的是___ (填“A”或“B”)。保持A容器的体积和B容器压强不变，写出一种能使A、B两容器中各物质的体积分数相同的方法：___。

③某温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行反应，达到平衡时CO2的体积分数为，该温度下反应的平衡常数为___。

（2）CO2可以被NaOH捕获。所得溶液中含碳微粒的分布百分数随pH的变化如图所示。H2CO3的二级电离平衡常数Ka2=___。pH=5.4时，φ(A)：φ(B)=___。

【答案】2a+b-c-60 B 适当升高容器A的温度(适当降低容器B的温度) 10-10.3 10：1

【解析】

（1）①焓变△H=反应物的总键能-生成物的总键能；

②该反应正向是体积增大的吸热反应，容器A是恒温恒容条件，达到平衡时容器内压强增大，容器B是恒温恒压条件，容器B的反应达到平衡后、适当增大压强得到容器A的平衡，则容器B的平衡逆向移动，结合压强的影响分析反应热；两容器中反应达平衡后，容器A中反应物CH4、CO2的体积分数大、生成物CO、H2的体积分数小，保持A容器的体积和B容器压强不变时，可采取改变温度使A、B两容器中各物质的体积分数相同；
③结合反应三段式计算达到平衡时各物质的浓度，带入表达式进行计算。

（2）平衡常数，溶液中含碳微粒的分布百分数随pH的变化图可知，A曲线代表、B曲线代表、C曲线代表，B曲线和C曲线交点处碳酸氢根和碳酸根浓度相同；溶液中φ（A）：φ（B）=c（H2CO3）：c（HCO3-），结合H2CO3的电离平衡常数Ka1计算。

焓变反应物的总键能生成物的总键能，则，

故答案为：；

该反应正向是体积增大的吸热反应，容器A是恒温恒容条件，达到平衡时容器内压强增大，容器B是恒温恒压条件，容器B的反应达到平衡后增大压强，平衡逆向移动，放出热量，所以两容器中反应达平衡后吸收热量较多的是B容器；两容器中反应达平衡后，容器A中反应物、的体积分数大、生成物CO、的体积分数小，保持A容器的体积和B容器压强不变时，适当升高容器A的温度使平衡正向移动，使、的体积分数减小、生成物CO、的体积分数增大或适当降低容器B的温度使平衡逆向移动，使反应物、的体积分数增大、生成物CO、的体积分数减小，故答案为：B；适当升高容器A的温度适当降低容器B的温度；

反应三段式为

达到平衡时的体积分数为，即，解得，平衡浓度：、、，平衡常数，

故答案为：；

由溶液中含碳微粒的分布百分数随pH的变化图可知，A曲线代表、B曲线代表、C曲线代表，时，溶液中的，的二级电离平衡常数；时，溶液中的，的电离平衡常数，即，所以时，：：：：1，

故答案为：；10：1。

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