氢气在化学工业中应用广泛,回答下列问题:
(1)已知:I.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)ΔH=-483.6kJ/mol;
Ⅱ.CH4(g)+2O2(g)⇌CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.0kJ/mol;
Ⅲ.4H2(g)+CO2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH
若反应Ⅲ的逆反应活化能为EakJ/mol,则正反应活化能为 Ea-165.2Ea-165.2kJ/mol(用含Ea的式子表示)。
(2)在有机合成中,氢气常用于不饱和烃的加成,如:C2H2+H2→C2H4、C2H2+2H2→C2H6。一定温度和催化剂作用下,将H2和C2H2按照体积比为4:1充入恒容密闭容器中发生上述反应,当C2H2完全反应时,乙烯的体积分数为20%,则H2的转化率为 31.25%31.25%,C2H4的选择性为 75%75%(C2H4的选择性=生成C2H4物质的量反应的C2H2物质的量×100%)。
(3)一定条件下,H2能与NO反应,反应热化学方程式为2H2(g)+2NO(g)═N2(g)+2H2O(g)ΔH。在某恒容密闭容器中按投料比n(H2)n(NO)=1发生上述反应,不同催化剂条件下反应相同时间测得NO转化率与温度的关系如图所示。

①下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是 CDCD(填字母)。
A.2v逆(NO)=v正(N2)
B.混合气体的密度不再变化
C.容器内总压强不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
②使用催化剂乙时,NO转化率随温度升高先增大后减小的原因可能是 温度低于350℃时,催化剂的活性随温度升高逐渐增强,反应速率加快,NO转化率也增大,温度高于350℃时,导致催化剂活性降低,反应速率下降,导致NO转化率下降温度低于350℃时,催化剂的活性随温度升高逐渐增强,反应速率加快,NO转化率也增大,温度高于350℃时,导致催化剂活性降低,反应速率下降,导致NO转化率下降。
③研究表明该反应速率方程式为v=kcm(H2)c2(NO),其中k为速率常数,与温度、活化能有关。若投料比n(H2)n(NO)=1,T1K时的初始速率为v0,当H2转化率为50%时,反应速率为v08,由此可知m=11。设此时反应的活化能为Ea',不同温度T1K、T2K条件下对应的速率常数分别为k1、k2,存在关系:lgk2k1=-E′a2.303R(1T2-1T1)(R为常数)。据此推测:活化能越大,升高温度,速率常数增大的倍数 越大越大(填“越大”,“越小”或“不变”)。
生成
C
2
H
4
物质的量
反应的
C
2
H
2
物质的量
n
(
H
2
)
n
(
NO
)
n
(
H
2
)
n
(
NO
)
v
0
8
k
2
k
1
=
-
E
′
a
2
.
303
R
(
1
T
2
-
1
T
1
)
【考点】化学平衡的计算.
【答案】Ea-165.2;31.25%;75%;CD;温度低于350℃时,催化剂的活性随温度升高逐渐增强,反应速率加快,NO转化率也增大,温度高于350℃时,导致催化剂活性降低,反应速率下降,导致NO转化率下降;1;越大
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:27引用:2难度:0.3
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1.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
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(2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
(3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。
①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
A.减小C2H2的浓度
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