問題詳情：
以CH4、CO2爲原料合成乙*，是綜合開發溫室氣體資源的新方向。
I．2催化重整間接制乙*
CH4、CO2催化重整制合成氣，再利用合成氣制乙*，涉及的反應如下：
反應l：CH4(g)＋CO2(g) ⇌2H2(g)＋2CO(g)△H
反應2：2H2(g)＋CO(g) ⇌CH3OH(g)△H=－90.9kJ·mol－1
反應3：CH3OH(g)＋CO(g) ⇌CH3COOH(g)△H=－118.2kJ·mol－1
(1)已知：CH4(g)＋CO2(g) ⇌ CH3COOH(g)△H=＋37.9kJ·mol－1則“反應l”的△H=_________
(2)“反應1”的化學反應速率
,k爲速率常數。1123K和1173K時，分別保持
或
不變，測得速率v與
、的關係如圖所示：
①由圖可知，下列敘述正確的是_________(填標號)。
A．當10kPa≤≤25kPa時，m=l
B．其他條件不變，增大，速率v不一定增大
C．a、b、c三點速率常數的大小關係爲：ka＞kb＞kc
②若初始時按n(CH4)：n(CO2)=1：1進氣，且Kb=1.3×10－2mol·g－1·s－1·Kpa－2，則b點的化學反應速率v=_________mol·g－1·s－1。
(3)向盛有催化劑的剛*容器中通入等物質的量的CH4(g)和CO2(g)，發生“反應1”。在923K和1173K時，CH4(g)的轉化率(α)與時間(t)的關係如圖所示。
923K時，CH4(g)的平衡轉化率α=_________，若平衡時體系的總壓強爲p0，平衡常數K923K=____(用含有p0的代數式表示)。
II．CH4、CO2兩步法制乙*
(4)反應CH4(g)+CO2(g)⇌CH3COOH(g)不能自發進行。將該反應拆分成兩個連續的步驟進行，可在較溫和的條件下實現上述轉化，具體過程：
①第二步反應的化學方程式爲_________
②爲增大CH3COOH的平衡產率，從溫度角度考慮，第一步反應在高溫下進行，第二步反應在_________進行；從H2濃度的角度考慮，應採取的措施是_________。
【回答】
＋247.0kJ·mol−1 AB 5.2 60% 
p02或1.265625 p02 CO2＋Co3C＋2H2⇌CH3COOH＋3Co 低溫 第一步減小*氣的濃度(或壓強)，第二步增大*氣的濃度(或壓強)
【分析】
I．利用該蓋斯定律進行計算，將反應1、反應2、反應3相加可以得到總反應，可以求出“反應l”的△H的數值；從圖像資訊分析m的值，k的值和速率的變化；
II．根據圖示可以寫出化學反應方程式。從化學平衡移動的方向分析濃度，溫度對平衡的影響。
【詳解】
I．(1)反應l：CH4(g)＋CO2(g)⇌2H2(g)＋2CO(g)△H1
反應2：2H2(g)＋CO(g) ⇌CH3OH(g)△H2=－90.9kJ·mol－1
反應3：CH3OH(g)＋CO(g) ⇌CH3COOH(g)△H3=－118.2kJ·mol－1
總反應：CH4(g)＋CO2(g) ⇌CH3COOH(g)△H=＋37.9kJ·mol－1，根據蓋斯定律，反應l+反應2+反應3可得總反應，△H1+△H2+△H3=△H，則△H1=△H-△H2-△H3=＋37.9kJ·mol－1－(－90.9kJ·mol－1)－(－118.2kJ·mol－1)=＋247.0kJ·mol−1；
(1)①A．當10kPa≤
≤25kPa時，由左圖的速率隨**的分壓變化圖可知，圖像爲一條直線，故斜率爲1，則m=l，故A正確；
B．由右圖的速率隨**的分壓變化圖可知，其他條件不變，增大
，在
的值爲25 Kpa時，速率值不再發生變化，故速率v不一定增大，故B正確；
C．由圖像可知，va＞vb＞vc， a和b的
相等、根據公式，
，由於va＞vb ，ka＞kb，三個點中c點
值最小，故無法得出c點速率常數最小關係，故C錯誤；
*選AB；
②若初始時按n(CH4)：n(CO2)=1：1進氣，則b點的化學反應速率
，已知Kb=1.3×10－2mol·g－1·s－1·Kpa－2，CH4(g)＋CO2(g)⇌2H2(g)＋2CO(g)，由圖像可知，當10kPa≤
≤25kPa時，m=l，n=1， vb= 
=1.3×10－2mol·g－1·s－1·Kpa－2×400=5.2 mol·g－1·s－1；
(3) 反應l：CH4(g)＋CO2(g)⇌2H2(g)＋2CO(g)△H＞0，正反應放熱，升高溫度，反應正向移動，CH4(g)的轉化率增大，則平衡時CH4(g)的轉化率爲98%的曲線爲1173K時的平衡曲線，60%的爲溫度923K時的平衡曲線，由曲線可知，923K時，CH4(g)的平衡轉化率α=60%，若平衡時體系的總壓強爲p0，設CH4和CO2的初始投入物質的量爲1mol，923K平衡時時，CH4(g)的平衡轉化率α=60%，列“三段式”：
平衡常數K923K=
=
p02或1.265625 p02；
II．(4)①根據圖示，第二步反應的化學方程式爲CO2＋Co3C＋2H2⇌CH3COOH＋3Co；
②根據圖示可知，第二步反應爲放熱反應，增大CH3COOH的平衡產率，即反應向正向移動，降低溫度反應向放熱的方向進行，從溫度角度考慮，第二步反應在低溫下進行；從H2濃度的角度考慮，反應一中*氣爲生成物，使反應正向進行，則應該減小*氣的濃度(或壓強)，對於反應二，*氣爲反應物，可增大*氣的濃度(或壓強)，促使平衡正向移動，使CH3COOH的平衡產率增大。
【點睛】
關於速率常數的理解是難點，需要學生結合圖像，分析清晰每一條曲線的意義，會用速率常數的公式進行計算。
知識點：化學反應中的能量變化
題型：綜合題
