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CH4和CO2两种引发温室效应气体可以转化为合成气(H2和CO)进而可以解决能源问题:
(1)甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H2和CO化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为2H2(g)+CO(g)=CH3OH(1)ΔH1=-116kJ•mol-1
已知:CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283kJ•mol-1
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)ΔH3=-242kJ•mol-1
H2O(g)=H2O(l)ΔH4=-44kJ•mol-1
表示甲醇燃烧热的热化学方程式为
CH3OH(l)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-739kJ/mol
CH3OH(l)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-739kJ/mol

(2)CH4制备合成气反应CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)通过计算机模拟实验。在400~1200℃,操作压强为3.0MPa条件下,不同水碳比(1~10)进行了热力学计算,反应平衡体系中H2的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如图所示。

据模拟实验可知,该反应是
吸热
吸热
(填“放热”或“吸热”)反应。平衡温度为750℃,水碳比为5时,H2的物质的量分数为0.3,则CH4的转化率为
75%
75%
,用各物质的平衡分压计算Kp=
1.29
1.29
MPa2。(分压=总压×物质的量分数,结果保留2位小数)
(3)利用制备的甲醇可以催化制取丙烯,过程中发生如下反应:3CH3OH(g)⇌C3H6(g)+3H2O(g)。

该反应Van′tHoff方程的实验数据如图中曲线a所示,已知Van′tHoff方程为lnK=-
ΔH
R
1
T
+C(ΔH为该反应的焓变,假设受温度影响忽略不计,K为平衡常数,R和C为常数),则该反应的焓变ΔH=
y
1
-
y
2
x
2
-
x
1
R或
y
2
-
y
1
x
1
-
x
2
R
y
1
-
y
2
x
2
-
x
1
R或
y
2
-
y
1
x
1
-
x
2
R
kJ•mol-1。对于另一反应实验数据如图中的曲线b所示,若该反应焓变为ΔH′,则ΔH
ΔH′(填“>”“<”或“=”);此公式说明对于某个反应,当升高相同温度时,其ΔH的数值越大,平常数的变化值就
越多
越多
(填“越多”或“越少”)。

【答案】CH3OH(l)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-739kJ/mol;吸热;75%;1.29;
y
1
-
y
2
x
2
-
x
1
R或
y
2
-
y
1
x
1
-
x
2
R;>;越多
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:26引用:2难度:0.6
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  • 1.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
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    kJ•mol-1
    (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
     
    ;保持其他条件不变,温度改为T2℃,经25s后达到平衡,测得c(CH4)=2c(C2H4),则0~25s内v(C2H4)=
     
    mol•L-1•s-1
    (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
     
    (填“>”或“<”)0,此时的平衡常数Kp=
     
    (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2
    ②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
     
    (填标号)。
    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
     
    ,一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为
     

    发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5
  • 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)=
     
    mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反应速率v(B)=
     
    mol/(L•min);
    (3)x的值为
     

    发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3
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