Question

煤制合成天然气是煤气化的一种重要方法，其工艺核心是合成过程中的甲烷化，涉及的主要反应：

CO(g)＋3H₂(g)CH₄(g)＋H₂O(g) ΔH<0 ①

CO₂(g)＋4H₂(g)CH₄(g)＋2H₂O(g) ΔH<0 ②

现在300 ℃、容积为2 L的密闭容器中进行有关合成天然气的实验，相关数据记录如下：

	CO/mol	CO2/mol	H2/mol	CH4/mol	H2O/mol
0 min	4	3	40	0	0
30 min	2	2	a	3
70 min	1	b	c	d	6

下列有关说法错误的是

A．a=30，b=1.5

B．c=25，d=4.5

C．前30 min内，反应①的平均反应速率v(CH₄)=0.05 mol·L⁻¹·min⁻¹

D．后40 min内，反应②的平均反应速率v(H₂)=0.025 mol·L⁻¹·min⁻¹

Answer

C

【解析】本题主要考查化学反应速率的有关计算。由表知30 min时，消耗CO为2 mol，则与其反应消耗的H2物质的量为6 mol，消耗CO2的物质的量为1 mol，则与其反应消耗氢气的物质的量为4 mol，消耗氢气总物质的量为10 mol，则a=(40－10) mol=30 mol，70 min时，消耗CO的物质的量为3 mol，则反应①中生成水的物质的量为3 mol，因此反应②中产生H2O的物质的量=(6−3) mol=3 mol，则该反应中消耗CO2的物质的量为1.5 mol，因此b=(3−1.5) mol=1.5 mol，故A正确；根据选项A的分析，70 min时，反应①中消耗H2的物质的量为9 mol，产生甲烷为3 mol，反应②中消耗氢气的物质的量为6 mol，产生甲烷的物质的量为1.5 mol，则c=(40−9−6) mol=25 mol，d=(3+1.5) mol=4.5 mol，故B正确；前30 min内，反应①的平均反应速率v(CH4)= v(CO) ==0.033 mol·L−1·min−1，故C错误；后40 min内，反应②中：v(H2)=4v(CO2)=4× =0.025 mol·L−1·min−1，故D正确；故选C。