中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議強(qiáng)調(diào)要“加快新能源、綠色低碳等前沿技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣”。CO2甲烷化是目前研究的熱點(diǎn)方向之一,在環(huán)境保護(hù)方面顯示出較大潛力。其主要反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)ΔH1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2>0
回答下列問(wèn)題:
?
(1)在體積相等的多個(gè)恒容密閉容器中。分別充入1molCO2和4molH2發(fā)生上述反應(yīng)Ⅰ(忽略反應(yīng)Ⅱ),在不同溫度下反應(yīng)相同時(shí)間,測(cè)得lgk、H2轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系如圖1所示。已知該反應(yīng)的速率方程為v正=k正c(CO2)c4(H2),v逆=k逆c(CH4)c2(H2O),其中k正、k逆為速率常數(shù),只受溫度影響。
圖1中信息可知,代表lgk正曲線的是 NGNG(填“MH”或“NG”),反應(yīng)Ⅰ活化能Ea(正) <<Ea (逆)(填“>”或“<”);c點(diǎn)的K(平衡常數(shù))與Q(濃度商)的等式關(guān)系 v正v逆=KQv正v逆=KQ(用含v正、v逆的代數(shù)式表示),T3溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡,體系壓強(qiáng)為p,則H2的分壓p(H2)=47p47p。
(2)向恒壓密閉裝置充入5molCO2和20molH2,不同溫度下同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,達(dá)到平衡時(shí)其中兩種含碳物質(zhì)的物質(zhì)的量n(X)與溫度T的關(guān)系如圖2所示:圖中缺少 CO2CO2(填含碳物質(zhì)的分子式);物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系變化曲線,隨溫度升高該物質(zhì)的變化趨勢(shì)為 先升高后降低先升高后降低,800℃時(shí),CH4的產(chǎn)率為 76%76%。
v
正
v
逆
K
Q
v
正
v
逆
K
Q
4
7
p
4
7
p
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;化學(xué)平衡的影響因素.
【答案】NG;<;=;;CO2;先升高后降低;76%
v
正
v
逆
K
Q
4
7
p
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/10/21 1:0:2組卷:26引用:1難度:0.5
相似題
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
(1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對(duì)反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對(duì)相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
(3)在800℃時(shí),=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時(shí),向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)═k逆k正
(5)我國(guó)科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M(fèi)是電源的
②陽(yáng)極電極反應(yīng)式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說(shuō)法不正確的是( )
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說(shuō)法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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