甲烷和二氧化碳在催化劑作用下可以轉(zhuǎn)化為合成氣（主要包含H2、CO和少量H2O的混合氣體）。
主反應(yīng)為：Ⅰ.CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g） ΔH1=+247kJ/mol
主要副反應(yīng)有：Ⅱ.CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g） ΔH2=+41.2kJ/mol
Ⅲ.CH4 （g）?C（s）+2H2（g） ΔH3=+74.8kJ/mol
Ⅳ.CO（g）+H2（g）?C（s）+H2O（g） ΔH4=-175kJ/mol
（1）寫出甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成CO和氫氣的熱化學(xué)方程式
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g） ΔH=+205.8kJ/mol
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g） ΔH=+205.8kJ/mol
。
（2）下列說法正確的是 C
C
。
A．其它條件一定，減小壓強(qiáng)，有利于主反應(yīng)平衡Ⅰ向逆方向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小
B．其它條件一定時(shí)，不斷增大的值，不僅可以提高CH4的轉(zhuǎn)化率，CO和H2百分含量也會(huì)更高
C．使用催化劑不能提高主反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率
D．由主反應(yīng)知，及時(shí)分離出產(chǎn)物，平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率提高
（3）在壓強(qiáng)為2MPa,投料比為1：1的條件下，圖a是原料的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的變化曲線；圖b是不同溫度下，反應(yīng)平衡時(shí)氣體產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化的變化曲線。
②當(dāng)溫度低于1250K時(shí)，原料的平衡轉(zhuǎn)化率CH4小于CO2，原因可能是 溫度低于1250K時(shí)副反應(yīng)中主要發(fā)生CO2+H2?CO+H2O，也消耗CO2
溫度低于1250K時(shí)副反應(yīng)中主要發(fā)生CO2+H2?CO+H2O，也消耗CO2
。
②圖b中A和B分別代表產(chǎn)物 CO
CO
和 H2
H2
，當(dāng)溫度高于1050K，H2O的含量隨溫度升高而下降的主要原因是 當(dāng)溫度高于1050 K，升高溫度，更有利于反應(yīng)Ⅳ逆向進(jìn)行，H2O的含量下降
當(dāng)溫度高于1050 K，升高溫度，更有利于反應(yīng)Ⅳ逆向進(jìn)行，H2O的含量下降
。
③溫度為1200K時(shí)，反應(yīng)Ⅳ的平衡常數(shù)Kp=0.31MPa-1
0.31MPa-1
（用分壓計(jì)算，分壓=總壓×物體積分?jǐn)?shù)，保留兩位小數(shù)。）
（4）在0.1MPa、1.0MPa和4.0MPa壓強(qiáng)下，CH4平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖c所示，則P1＜
＜
P3（填“＞”或“＜”或“=”），判斷的依據(jù)是 反應(yīng)Ⅰ和Ⅲ都是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，氣體條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)由利于平衡逆向進(jìn)行，CH4的的轉(zhuǎn)化率減小，所以P1＜P3
反應(yīng)Ⅰ和Ⅲ都是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，氣體條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)由利于平衡逆向進(jìn)行，CH4的的轉(zhuǎn)化率減小，所以P1＜P3
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