Question

CO₂催化重整CH₄的反应：(Ⅰ) △H₁，主要副反应：(Ⅱ) △H₂＞0，(Ⅲ) △H₃＜0。在恒容反应器中CH₄和CO₂按物质的量之比1:1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。下列说法错误的是

A.△H₁＞0

B.若反应Ⅰ、Ⅲ消耗等量的CO₂时，转移电子数之比为3:4

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2.0L容器中加入1molCH₄、1molCO₂以及催化剂进行重整反应，测得CO₂的平衡转化率为50％，则反应(I)的平衡常数小于1

Answer

C

【解析】

A.根据盖斯定律，将(Ⅱ) ×2-（III）得CO2(g)+CH4（g）⇌2CO（g）+2H2（g）∆H1=2∆H2-∆H3，由于 △H2＞0，△H3＜0，故△H1＞0，故A正确；

B.由反应 (Ⅰ)可知，1molCO2反应转移6mol电子，由反应（III）可知，1molCO2反应转移8mol电子，所以消耗等量的CO2时，转移电子数之比为3:4，故B正确；

C. 300~580℃时，升高温度，反应(Ⅱ) △H2＞0正向移动生成H2O（g），反应(Ⅲ)△H3＜0逆向移动消耗H2O（g），H2O的体积分数不断增大，说明反应（III）消耗的H2O（g）的量小于反应（II）生成H2O（g）的量，故C错误；

D. 若不考虑副反应，反应（I）

初始量（mol/L） 0.5 0.5 0 0

变化量（mol/L） 0.25 0.25 0.5 0.5

平衡量（mol/L） 0.25 0.25 0.5 0.5

反应（I）的K==1，副反应(Ⅱ) 发生时CO的增加量与消耗的H2量相等，副反应(Ⅲ)发生时消耗H2、生成CH4且消耗H2的量大于生成的CH4的量，所以反应(I)的平衡常数小于1，故D正确；

故答案：C。