微题型116 废气中CO2合成原料气反应的选择与调控
1.为实现“双碳”目标，采用甲烷⁃水蒸气重整和甲烷⁃二氧化碳干气重整工艺制备的富氢还原气体冶炼钢铁是减少CO2排放的重要途径之一，涉及如下反应：
反应ⅰ：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.2 kJ· mol-1
反应ⅱ：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH2=+165.0 kJ· mol-1
反应ⅲ：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH3=+247.4 kJ· mol-1
(1)CO(g)将H2O(g)还原为H2(g)的热化学方程式为 。
(2)反应ⅰ中，减小压强，CH4的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)，原因是 。
(3)如图所示的图像可以方便地进行有关计算，其中为纵坐标，为横坐标(nH、nC、nO分别指H原子、C原子、O原子的物质的量)。
①图中曲线L1是反应物为CH4和H2O(g)的变化曲线，当反应物只有CH4时，坐标为(0，4)；当反应物中CH4和H2O(g)的物质的量之比为1∶3时，坐标为(3，10)。在图中画出反应物为CH4和CO2的变化曲线L2。
②T1 ℃时，A点为向2 L恒温恒容密闭容器中充入6 mol CH4和一定量的H2O(g)，只发生反应ⅱ，达到平衡时，测得p(H2)=p(CH4)，则CH4的平衡转化率为 ，反应ⅱ在T1 ℃时的平衡常数K= (保留1位小数)。实验测得反应ⅱ的v正=k正·c(CH4)·c2(H2O)，v逆=k逆·c(CO2)·c4(H2)，k正、k逆为速率常数，只与温度有关。当温度为T2 ℃时，测得k正=80 k逆，则T2 (填“大于”或“小于”)T1，理由是 。
答案 (1)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ· mol-1
