CO、H2是煤的气化产物,在生产生活中用途广泛。
(1)CO还原法处理大气污染物SO2
①2CO(g)+SO2(g)催化剂S(s)+2CO2(g)△H=-270 kJ•mol-1,该反应的平衡常数表达式为 c2(CO2)c2(CO)×c(SO2)c2(CO2)c2(CO)×c(SO2)。
②在绝热恒容的密闭容器中进行上述反应,下列说法正确的是 acac。
a.若混合气体密度保持不变,则已达平衡状态
b.达平衡后若再充入一定量CO2,平衡常数保持不变
c.分离出部分S,正、逆反应速率均保持不变,平衡不移动
d.从反应开始到平衡,容器内气体的压强保持不变
③向2 L恒温恒容密闭容器中通入2 mol CO、1 mol SO2,分别进行a、b、c三组实验。在不同催化剂条件下发生反应:2CO(g)+SO2(g)催化剂S(s)+2CO2(g)△H=-270 kJ•mol-1,反应体系总压随时间的变化如下表所示,则三组实验温度的大小关系是 a>b=ca>b=c(用a、b、c表示),实验a从反应开始至45s达到平衡,则该过程反应速率v(SO2) 0.0067mol/(L•s)0.0067mol/(L•s)(结果保留2位有效数字)。
催化剂
c
2
(
C
O
2
)
c
2
(
CO
)
×
c
(
S
O
2
)
c
2
(
C
O
2
)
c
2
(
CO
)
×
c
(
S
O
2
)
催化剂
时间(s) 压强(kPa) 组别 |
0s | 40s | 45s | 60s |
a | 175 | 142 | 140 | 140 |
b | 160 | 120 | 120 | 120 |
c | 160 | 130 | 125 | 120 |
CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g)△H1=-206.2 kJ•mol-1;
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H2=-41.0 kJ•mol-1;
H2O(l)═H2O(g)△H3=+44 kJ•mol-1。
回答下列问题:
①反应CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(l) 的△H4=
-253.2
-253.2
kJ•mol-1.某温度下,分别在起始容积相同的恒压容器A、恒容容器B中加入1molCO2和4molH2的混合气体,两容器反应达到平衡后放出或吸收的热量较多的是 A
A
( 填“A”或“B“)。②在恒压管道反应器中按n(H2):n(CO)=3:1通入原料气,在催化剂作用下制备合成天然气,400℃
p总为100 kPa时反应体系平衡组成如表所示:
组分 | CH4 | H2O | H2 | CO2 | CO |
体积分数/% | 45.0 | 42.5 | 10.0 | 1.50 | 1.00 |
97.9%
97.9%
。③制备合成天然气采用在原料气中通入水蒸气来缓解催化剂积碳。
积碳反应为:反应Ⅰ:CH4(g)⇌C(s)+2H2(g)△H=+75 kJ•mol-1;
反应Ⅱ:2CO(g)⇌C(s)+CO2(g)△H=-172 kJ•mol-1,
平衡体系中水蒸气浓度对积碳量的影响如图所示,下列说法正确的是
AD
AD
。A.曲线1在700~800℃积碳量减小的原因可能是反应Ⅱ逆向移动
B.曲线1在550~700℃积碳量增大的原因可能是反应Ⅰ、Ⅱ的速率增大
C.曲线2、3在550~800℃积碳量较低的原因是水蒸气稀释作用使积碳反应速率减小
D.水蒸气能吸收反应放出的热量,降低体系温度至550℃以下,有利于减少积碳

【答案】;ac;a>b=c;0.0067mol/(L•s);-253.2;A;97.9%;AD
c
2
(
C
O
2
)
c
2
(
CO
)
×
c
(
S
O
2
)
【解答】
【点评】
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