溫室氣體的利用是當前環(huán)境和能源領域的研究熱點。CH4和CO2重整可以同時利用兩種溫室氣體,發(fā)生如下反應(a、b、c均為大于零的數(shù)):
Ⅰ.CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+akJ?mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=-bkJ?mol-1
Ⅲ.CH4(g)+12O2(g)?CO(g)+2H2(g)ΔH3=-ckJ?mol-1
回答下列問題:
(1)CO燃燒的熱化學方程式為 CO(g)+ O2(g)?CO2(g)ΔH=(c+a)kJ/molCO(g)+12O2(g)?CO2(g)ΔH=(c+a)kJ/mol。
(2)對于反應Ⅰ,在 高溫高溫(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)下有利于該反應自發(fā)進行,判斷的理由是 該反應為熵增的吸熱反應,升高溫度有利于該反應自發(fā)進行該反應為熵增的吸熱反應,升高溫度有利于該反應自發(fā)進行。
(3)某溫度下,向容積為5L的恒容密閉容器中通入1.0mol CH4、1.0mol CO2,發(fā)生反應Ⅰ和Ⅱ,4min后,兩個反應同時達到平衡,此時,測得平衡時混合氣體的壓強為起始壓強的1.6倍,CO的物質(zhì)的量為平衡時氣體總物質(zhì)的量的1532。
①0~4min,v(CH4)=0.030.03mol?L-1?min-1。
②平衡后,CO的轉(zhuǎn)化率 90%90%%,c(H2O)=0.060.06mol?L-1。
③反應達到平衡后,若此時的壓強為pMPa,則反應Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=(0.93.2×p)2×(1.53.2×p)2(0.43.2×p)×(0.13.2×p)(0.93.2×p)2×(1.53.2×p)2(0.43.2×p)×(0.13.2×p)(列出計算式即可,以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
(4)在某恒容密閉容器中,充入一定量的CH4、CO2、O2,同時發(fā)生反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,下列說法正確的是 CC(填標號)。
A.當混合氣體的質(zhì)量不再隨時間改變時,上述反應均達到平衡
B.適當?shù)厣邷囟龋鲜龇磻钠胶獬?shù)均增大
C.及時移除部分產(chǎn)物CO,ΔH1、ΔH2、ΔH3的值保持不變
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【答案】CO(g)+O2(g)?CO2(g)ΔH=(c+a)kJ/mol;高溫;該反應為熵增的吸熱反應,升高溫度有利于該反應自發(fā)進行;0.03;90%;0.06;;C
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:8引用:2難度:0.7
相似題
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
(1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應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,選擇不同溫度對相關量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應選擇800℃的原因是
(3)在800℃時,=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,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數(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:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得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,則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學家使用電化學的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的
②陽極電極反應式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>
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N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
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,相同時間內(nèi)有關生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是( ?。?/h2>發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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