CO2和CH4是两种主要的温室气体,以CO2和CH4为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向。回答下列问题:
(1)工业上CO2一CH4催化重整是目前大规模制取合成气(CO和H2混合气)的重要方法,其原理为:
反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.4kJ•mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ•mol-1
几种化学键的键能如表所示:
化学键 | C-H | H-O | H-H | C |
键能/kJ•mol-1 | 413 | 467 | 436 | a |
1071.6
1071.6
kJ•mol-1。②反应Ⅱ中,若逆反应活化能Ea(逆)为124kJ•mol-1,则Ea(正)为
83
83
kJ•mol-1。(2)将等物质的量的CH4(g)和H2O(g)充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ容器内气体的压强随时间的变化如表所示。
时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
压强/kPa | 100 | 118 | 132 | 144 | 154 | 162 | 162 |
0.13
0.13
kPa•min-1(结果保留2位小数)。②300min时,测得氢气分压为100kPa,则反应Ⅱ在该温度下的平衡常数KP=
2.43
2.43
(KP为用气体分压表示的平衡常数,结果保留2位小数)。(3)向2L容器中充入1molCH4和1molH2O,若只发生反应Ⅰ,测得反应在不同压强、不同温度下,平衡混合物中CH4体积分数如图Ⅰ所示,某温度下逆反应速率与容器中c(CH4)关系如图Ⅱ所示:

①图Ⅰ中A、B、C三点对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序为
K(B)>K(A)>K(C)
K(B)>K(A)>K(C)
,P1>
>
P2(填“>”、“<”或“=”)。②图Ⅱ中当x点平衡体系升高至某一温度时,反应可重新达平衡状态,新平衡点可能是
d
d
(填标号)。【答案】1071.6;83;0.13;2.43;K(B)>K(A)>K(C);>;d
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:13引用:1难度:0.4
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(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
(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
②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
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 -
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(1)此时A的浓度c(A)=
(2)B的平均反应速率v(B)=
(3)x的值为发布:2024/12/30 19:0:1组卷:164引用:26难度:0.3