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)=5:45:4;该温度下,此反应的平衡常数Kp=(0.2×100kp)2×(0.2×100kp)2(0.3×100kp)×(0.3×100kp)(0.2×100kp)2×(0.2×100kp)2(0.3×100kp)×(0.3×100kp)(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 AA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 43π(r13+r23)×4[4(r1+r2)3]3×100%43π(r13+r23)×4[4(r1+r2)3]3×100%(写出计算式)。

(
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3
【答案】5:4;;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;×100%
(
0
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2
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【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
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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
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