天然气(主要成分为甲烷)是一种高效的清洁能源,也是一种重要的化工原料,利用天然气制备甲醇、乙醇、二甲醚(CH3OCH3)、乙烯(C2H4) 等物质的主要反应有:
①CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H1=+206.2kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H2=-90.1kJ/mol
③2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H3=-24.5kJ/mol
④2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)△H4=-29.1kJ/mol
⑤CH3OCH3(g)═C2H5OH(g)△H5=-50.7kJ/mol
请回答下列问题:
(1)反应2CH4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)+2H2(g)的△H=+157.0+157.0kJ/mol;根据化学原理,可以同时加快该反应的速率和提高甲烷转化率的措施有 升高温度,增大水蒸气的浓度升高温度,增大水蒸气的浓度。(答出写出两条)
(2)CO与H2在一定条件下,同时发生②和③的反应,产生二甲醚的结果如图所示,260℃时,CO转化率虽然很高,而二甲醚的产率却很低,可能的原因是 260oC时,CO与H2发生反应较快,该温度下反应③速率较慢;产物CH3OCH3发生了其他反应260oC时,CO与H2发生反应较快,该温度下反应③速率较慢;产物CH3OCH3发生了其他反应(答出一条即可);
(3)对于气体参与的反应如反应④[2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)],可以用某组分B的平衡压强(Pa)代替物质的量浓度(c)表示平衡常数(Kp),也可以用压强(Pa)变化表示化学反应速率,体积不变的密闭容器中充入一定量的CH3OH气体发生反应④,在10分钟内,容器的压强由xkPa升高到ykPa,则这段时间该反应的化学反应速率v(C2H4)=y-x10kPa•min-1y-x10kPa•min-1。该反应的速率方程式为v正=k正•p2(CH3OH),v逆=k正•p2(H2O)p(C2H4),k正、k逆表示速率常数,与温度、活化能有关。升高温度,k正的变化程度 小于小于(填“大于”、“小于”或“等于”)k逆的变化程度。
(4)反应①~⑤中有多种物质可以做燃料电池的燃料,其中H2是单位质量燃料释放电能(比能量)最多的物质,若与下列物质构成电池,H2与 cc构成的电池比能量最大。
a.H2O2
b.Cl2
c.O2
d.NiOOH
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x
10
y
-
x
10
【考点】化学平衡的计算;原电池与电解池的综合.
【答案】+157.0;升高温度,增大水蒸气的浓度;260oC时,CO与H2发生反应较快,该温度下反应③速率较慢;产物CH3OCH3发生了其他反应;kPa•min-1;小于;c
y
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【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:7引用:1难度:0.5
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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。
(1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知:H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(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
B.升高温度
C.增大压强
D.加入合适的催化剂
(4)工业上,以KNH2和液氨为电解质,以石墨为电极,电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5 -
2.反应 4A(g)+5B(g)⇌4C(g)+6D(g)在 5L 的密闭容器中进行,半分钟后,C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是( )
发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6 -
3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
(1)此时A的浓度c(A)=
(2)B的平均反应速率v(B)=
(3)x的值为发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3