天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等烃类,是重要的燃料和化工原料。回答下列问题:
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g),2L密闭容器中通入等物质的量的乙烷和氢气,在等压下(p)发生上述反应,乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kx=α(1+α)(1-α)(2+α)α(1+α)(1-α)(2+α)(用物质的量分数代替平衡浓度计算)。
(2)已知反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H(298K)=+178.2kJ•mol-1,△S(298K)=+169.6J•mol-1•K-1,则该反应能自发进行的最低温度为 10511051K(假设反应的焓变与熵变不随温度变化而变化,结果保留整数)。
(3)恒温条件下,在体积可变的密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),达到平衡时,测得CO、H2、CH3OH分别为1mol、1mol、1mol,容器的体积为3L。再往容器中通入3mol CO,此时平衡将 不不移动(填“向右”、“向左”或“不”)。
(4)工业合成氨中制取氢气的原理如下:
Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H=+206.4kJ•mol-1
Ⅱ:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ•mol-1
①对于反应Ⅰ,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的是 aa(填字母)。
a.升高温度
b.增大水蒸气浓度
c.加入催化剂
d.降低压强
②下列措施可以提高CH4转化率的是 abab(填字母)。
a.适当升高温度
b.将H2从反应体系中分离出来
c.保持体积不变充入He,使体系总压强增大
d.按原比例再充入CH4(g)和H2O(g)
(5)乙烯(C2H4)是重要的化工原料,乙炔(C2H2)选择性加氢合成乙烯是科学家当前关注的热点。70℃时,反应C2H2(g)+H2(g)⇌C2H4(g)△H=-174kJ•mol-1在刚性容器中达到平衡。
①测得在某催化剂上生成乙烯速率方程为v=0.585[p(C2H2)]-0.36•[p(H2)]0.85,p(H2)一定时,若p1(C2H2)>p2(C2H2),则v1<<v2(填“>”“<”或“=”)。
②在催化剂作用下,110℃时按体积比V(C2H2)V(H2)=1:4充入刚性容器中,发生反应C2H2+H2=C2H4、C2H2+2H2=C2H6。若乙炔完全反应时,乙烯的体积分数为20%,则H2的转化率为 31.25%31.25%,C2H4的选择性为 75%75%,(C2H4的选择性=C2H4的物质的量反应的C2H2的物质的量×100%)
α
(
1
+
α
)
(
1
-
α
)
(
2
+
α
)
α
(
1
+
α
)
(
1
-
α
)
(
2
+
α
)
V
(
C
2
H
2
)
V
(
H
2
)
C
2
H
4
的物质的量
反应的
C
2
H
2
的物质的量
【考点】化学平衡的计算.
【答案】;1051;不;a;ab;<;31.25%;75%
α
(
1
+
α
)
(
1
-
α
)
(
2
+
α
)
【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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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
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