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我國政府承諾二氧化碳排放在2030年前達到峰值,2060年前實現(xiàn)碳中和,彰顯作為大國的擔(dān)當(dāng)和責(zé)任。CH4-CO2催化重整對溫室氣體的減排具有重要意義,其反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)ΔH。回答下列問題:
(1)已知:①CH4(g)+2O2(g)?CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-890.3kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)ΔH2=-566kJ?mol-1
③2H2(g)+O2(g)?2H2O(g)ΔH3=-483.6kJ?mol-1
則CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)ΔH=
+159.3
+159.3
kJ?mol-1。
(2)恒容密閉容器中可逆反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是
D
D
(填序號)。
A.單位時間內(nèi)生成1molCH4的同時消耗2molCO
B.混合氣體的密度不再改變
C.反應(yīng)速率v(CH4):v(CO2):v(CO):v(H2)=1:1:2:2
D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
(3)容器容積為1L,控制CH4和CO2初始投料量分別為2mol和3mol,發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g),甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖甲所示。

則X代表
溫度
溫度
(填“溫度”或“壓強”);L1
小于
小于
L2(填“大于”或“小于”),并請說出理由:
該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),溫度相同時,壓強越大,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小
該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),溫度相同時,壓強越大,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小
;b點反應(yīng)的平衡常數(shù)為
8
8

(4)500℃下,將CH4和CO2的混合氣體(投料比為1:1)按一定流速通過盛有炭催化劑的反應(yīng)器,測得CH4的轉(zhuǎn)化率受炭催化劑顆粒大小的影響如圖乙所示(注:目數(shù)越大,表示炭催化劑顆粒越?。?。

由圖乙可知,75min后CH4轉(zhuǎn)化率與炭催化劑目數(shù)的關(guān)系為
目數(shù)越大,甲烷轉(zhuǎn)化率越大
目數(shù)越大,甲烷轉(zhuǎn)化率越大
,原因是
催化劑目數(shù)越大,催化劑的顆粒越小,原料氣與催化劑的接觸越充分
催化劑目數(shù)越大,催化劑的顆粒越小,原料氣與催化劑的接觸越充分
。
(5)①溫度為T1℃時,CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)K=100。
實驗測得:v=kc(CH4)?c(CO2),v=kc2(CO)?c2(H2),k、k為速率常數(shù)。T1℃時,k=
100k
100k
(以k表示)。
②當(dāng)溫度改變?yōu)門2℃時,k=105k,則T2℃時平衡壓強
T1℃時平衡壓強(填“>”“<”或“=”),理由是
該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度越大,平衡常數(shù)越大,K(T2)>K(T1),則T2>T1,溫度升高,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,氣體分子數(shù)增多,壓強增大
該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度越大,平衡常數(shù)越大,K(T2)>K(T1),則T2>T1,溫度升高,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,氣體分子數(shù)增多,壓強增大

【答案】+159.3;D;溫度;小于;該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),溫度相同時,壓強越大,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越??;8;目數(shù)越大,甲烷轉(zhuǎn)化率越大;催化劑目數(shù)越大,催化劑的顆粒越小,原料氣與催化劑的接觸越充分;100k;>;該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度越大,平衡常數(shù)越大,K(T2)>K(T1),則T2>T1,溫度升高,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,氣體分子數(shù)增多,壓強增大
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:15引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
    (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ?mol-1
    (2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。

    ①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2
    ②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是(  )

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6
  • 3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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