Ni基双金属催化甲烷-CO2重整反应可以得到用途广泛的合成气CO和H2.回答下列问题:
(1)已知:①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2OΔH=-890kJ⋅mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-572kJ⋅mol-1
则反应CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(l)ΔH=-254-254kJ⋅mol-1.
(2)在2L恒容密闭容器中通入2.0molCH4、2.0molCO2,在不同温度下发生反应:CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g),ΔH.测得平衡时混合气体的平均相对分子质量(M)与温度的变化关系如图所示,则

①ΔH >>(填“>”“<”或“=”)0.
②B点对应温度下CH4的平衡转化率为 87.5%87.5%.
③1000℃条件下,C点的反应速率:v(正) >>(填“>”“<”或“=”)v(逆).
④A点对应温度下该反应的平衡常数Kc=44mol2⋅L-2
(3)某条件下,甲烷-CO2重整过程中发生主反应的同时,还可能发生积碳反应:CO歧化:2CO(g)═CO2(g)+C(s)ΔH=-172kJ⋅mol-1;CH4裂解:CH4(g)═C(s)+2H2(g)ΔH=+75kJ⋅mol-1.
①研究表明,温度和压强对积碳反应中平衡碳量的影响如图和图b所示,其中表示温度和压强对CH4的裂解反应中平衡碳量影响的是 图b图b(填“图a”或“图b”),简述所选择该图的理由:CH4的裂解反应为体积增大的吸热反应,减小压强或升高温度,平衡右移,即高温低压平衡碳量增大,与图b相符CH4的裂解反应为体积增大的吸热反应,减小压强或升高温度,平衡右移,即高温低压平衡碳量增大,与图b相符.

②在重整反应中,低温、高压时会有显著积碳产生,由此可推断,该条件下,对于该重整反应而言,其积碳主要由 CO歧化CO歧化(填“CO歧化”或“CH4裂解”)反应产生.
③研究发现,产生积碳反应除CO歧化、CH4裂解外,CO与H2,CO2与H2之间反应也可产生积碳,写出相应的化学方程式:CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(l)或CO2(g)+2H2(g)=C(s)+2H2O(l)CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(l)或CO2(g)+2H2(g)=C(s)+2H2O(l)(任写一个).
【答案】-254;>;87.5%;>;4;图b;CH4的裂解反应为体积增大的吸热反应,减小压强或升高温度,平衡右移,即高温低压平衡碳量增大,与图b相符;CO歧化;CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(l)或CO2(g)+2H2(g)=C(s)+2H2O(l)
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:17引用:2难度:0.6
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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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