以CH4、CO2为原料制备合成气(CO、H2),发生的反应如下:
主反应a:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)ΔH1=373.9kJ•mol-1
副反应b:CH4(g)⇌C(s)+2H2(g)ΔH2=74.8kJ•mol-1
副反应c:CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g)ΔH3
已知:主反应选择性指发生主反应所消耗的CH4在全部所消耗的CH4中占有的比例
回答下列问题:
(1)CH4和H2的燃烧热分别为763.7kJ⋅mol-1、285.8kJ⋅mol-1,则CO的燃烧热为 283283kJ⋅mol-1。
(2)在同一固相催化剂和5×105Pa下,研究不同温度,n(CH4)n(CO2)投料比对CH4平衡转化率及H2O体积分数的影响,数据如图所示。

①反应c的ΔH3大于大于0(填“大于”、“等于”或“小于”)。
②在该催化剂作用下,n(CH4)n(CO2)投料比为2,T1时主反应a的选择性为60%,则体系达平衡后H2的体积分数为 43.843.8%(保留到小数点后一位)。
③根据图象,选择合成体系适宜的反应条件为 T1、n(CH4)n(CO2)=1T1、n(CH4)n(CO2)=1,原因是 在T1温度下,n(CH4)n(CO2)=1时,CH4的平衡转化率最大,此时H2O的体积分数小,说明副反应c进行程度小在T1温度下,n(CH4)n(CO2)=1时,CH4的平衡转化率最大,此时H2O的体积分数小,说明副反应c进行程度小;相同温度下,随着n(CH4)n(CO2)投料比增加,主反应的反应速率先加快后减慢,导致主反应的反应速率减慢的主要原因可能是 副反应b产生的碳变多,覆盖在催化剂表面上,使气体难以在催化剂表面反应副反应b产生的碳变多,覆盖在催化剂表面上,使气体难以在催化剂表面反应。
n
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C
H
4
)
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(
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O
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【考点】化学平衡的计算.
【答案】283;大于;43.8;T1、=1;在T1温度下,=1时,CH4的平衡转化率最大,此时H2O的体积分数小,说明副反应c进行程度小;副反应b产生的碳变多,覆盖在催化剂表面上,使气体难以在催化剂表面反应
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:76引用:2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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