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CH4-CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义,其反应为CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.3kJ⋅mol-1。回答下列问题:
(1)将原料按初始组成n(CH4):n(CO2)=1:1充入密闭容器中,保持体系压强为100kPa发生反应,达到平衡时CO2的体积分数与温度的关系如图所示:

①T1℃、100kPa下,n(平衡时气体):n(初始气体)=
5:4
5:4
;该温度下,此反应的平衡常数Kp=
0
.
2
×
100
kp
2
×
0
.
2
×
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kp
2
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.
3
×
100
kp
×
0
.
3
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100
kp
0
.
2
×
100
kp
2
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0
.
2
×
100
kp
2
0
.
3
×
100
kp
×
0
.
3
×
100
kp
(以分压表示,列出计算式)。
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时CO2的体积分数,则
A
A
点对应的平衡常数最小,理由是
该反应为吸热反应,温度降低,平衡逆向移动,平衡常数K减小,A点温度最低,平衡常数最小
该反应为吸热反应,温度降低,平衡逆向移动,平衡常数K减小,A点温度最低,平衡常数最小

(2)900℃下,将CH4和CO2的混合气体(投料比1:1)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器,测得CH4的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示:(注:目数越大,表示炭催化剂颗粒越小)

由图可知,75min后CH4的转化率与炭催化剂的目数的关系为
炭催化剂目数越大,CH4转化率越大
炭催化剂目数越大,CH4转化率越大
,原因是
催化剂目数越多,颗粒越小,表面积越大,原料气与催化剂接触的更加成分,反应更加完全
催化剂目数越多,颗粒越小,表面积越大,原料气与催化剂接触的更加成分,反应更加完全

(3)磷化硼的晶胞结构如图所示,晶胞中P原子的空间堆积方式为
面心立方最密堆积
面心立方最密堆积
;已知晶体中硼原子和磷原子的半径分别为r1pm和r2pm,距离最近的硼原子和磷原子的核间距为二者原子半径之和。则磷化硼晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为
4
3
π
r
1
3
+
r
2
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×
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r
1
+
r
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×100%
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×
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1
+
r
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×100%
(写出计算式)。

【答案】5:4;
0
.
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×
100
kp
2
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0
.
2
×
100
kp
2
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.
3
×
100
kp
×
0
.
3
×
100
kp
;A;该反应为吸热反应,温度降低,平衡逆向移动,平衡常数K减小,A点温度最低,平衡常数最小;炭催化剂目数越大,CH4转化率越大;催化剂目数越多,颗粒越小,表面积越大,原料气与催化剂接触的更加成分,反应更加完全;面心立方最密堆积;
4
3
π
r
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r
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×
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×100%
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:11引用:1难度:0.7
相似题
  • 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=
     
    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
  • 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)=
     
    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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