合成气是一种以H2和CO为主的化工原料气,其用途广泛、廉价、清洁,可以合成许多化工产品。由CH4、CO2制合成气的主要反应有:
I.CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)△H1=-820.6kJ•mol-1
Ⅱ.CH4(g)+CO2(g)→2CO(g)+2H2(g)△H2=+247.3kj•mol-1
ⅢCH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g)△H3=+206.kJ•mol-1
Ⅳ.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)△H4
回答下列问题:
(1)根据以上数据回答下列问题:
①△H4=+41.2+41.2kJ•mol-1。
②用Ni基双金属催化,反应的活化能降低,△H3不变不变(填“变大”、“变小”或者“不变”)
(2)在一定条件下,向密闭容器内充入等物质的量的CO2和CH4,在催化剂作用下只发生反应Ⅱ,反应控制其它条件不变,改变温度对合成气中甲烷质量分数的影响如甲图:

若充入 a mol CH4,经过2小时后达到A点,2小时内用CH4表示的平均反应速率为 0.125a0.125amol/h(用a表示);假设A为平衡态,此时压强为1MPa,压强平衡常数Kp=0.018(MPa)20.018(MPa)2(保留2位有效数字)
(3)不同温度下,向体积为VL的含少量O2的密闭容器按照n(CO2):n(CH4)=1投料,实验测得平衡时n(H2):n(CO)随温度的变化关系如图乙1所示

①压强p1、p2、p3由大到小的顺序为 p3>p2>p1p3>p2>p1,判断的依据是 反应Ⅱ、Ⅲ是气体分子数目增大的反应,减小压强平衡正向移动,n(H2)增加的程度大于n(CO)反应Ⅱ、Ⅲ是气体分子数目增大的反应,减小压强平衡正向移动,n(H2)增加的程度大于n(CO)。
②压强为p2时,随着温度升高,n(H2):n(CO)先增大后减小。解释温度Tm前后,随着温度升高n(H2):n(CO)变化的原因分别是 升高温度平衡Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均正向移动,T<Tm时,升高温度对反应Ⅱ、Ⅲ的促进作用大于反应Ⅳ,n(H2)增加的更多,T>Tm后,对反应Ⅳ的促进作用更大,n(CO)增加的更多升高温度平衡Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均正向移动,T<Tm时,升高温度对反应Ⅱ、Ⅲ的促进作用大于反应Ⅳ,n(H2)增加的更多,T>Tm后,对反应Ⅳ的促进作用更大,n(CO)增加的更多。
③根据图1、图2,为提高CO的选择性(即CO在合成气中的体积分数)可采取的措施为 ACAC。
A.提高n(O2):n(CH4)比例
B.降低n(CO2):n(CH4)比例
C.高温、高压
D.低温、低压
【答案】+41.2;不变;0.125a;0.018(MPa)2;p3>p2>p1;反应Ⅱ、Ⅲ是气体分子数目增大的反应,减小压强平衡正向移动,n(H2)增加的程度大于n(CO);升高温度平衡Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均正向移动,T<Tm时,升高温度对反应Ⅱ、Ⅲ的促进作用大于反应Ⅳ,n(H2)增加的更多,T>Tm后,对反应Ⅳ的促进作用更大,n(CO)增加的更多;AC
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:40引用:1难度:0.5
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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=
(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
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(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 -
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:
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