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CH4超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的氣體,用于生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品。該技術(shù)中的化學(xué)反應(yīng)為:CH4(g)+3CO2(g)?2H2O(g)+4CO(g)  ΔH=+330kJ/mol。
(1)圖1表示初始投料比n(CH4):n(CO2)為1:3或1:4時,CH4的轉(zhuǎn)化率在不同溫度(T1、T2)下與壓強的關(guān)系。
菁優(yōu)網(wǎng)
[注:投料比用a1、a2表示]
①a2=
1:4
1:4
。
②判斷T1與T2的大小關(guān)系,并說明理由:
T2>T1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),相同壓強下,溫度升高時平衡右移,甲烷的轉(zhuǎn)化率增大
T2>T1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),相同壓強下,溫度升高時平衡右移,甲烷的轉(zhuǎn)化率增大

(2)CH4超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化原理示意圖如圖2:
①過程Ⅰ,生成1molH2時吸收123.5kJ熱量,其熱化學(xué)方程式是
CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.0kJ/mol
CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.0kJ/mol
。
②過程Ⅱ,實現(xiàn)了含氫物種與含碳物種的分離。生成H2O(g)的化學(xué)方程式是
4H2+Fe3O4=3Fe+4H2O
4H2+Fe3O4=3Fe+4H2O
。
③假設(shè)過程Ⅰ和過程Ⅱ中的各步均轉(zhuǎn)化完全,下列說法正確的是
a c
a c
。(填序號)
a.過程Ⅰ和過程Ⅱ中均發(fā)生了氧化還原反應(yīng)
b.過程Ⅱ中使用的催化劑為Fe3O4和CaCO3
c.若過程Ⅰ投料
n
C
H
4
n
C
O
2
=1,可導(dǎo)致過程Ⅱ中催化劑失效
(3)CH4超干重整CO2過程中的物質(zhì)可以發(fā)生如下反應(yīng):CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH>0,在某溫度下,反應(yīng)物的起始濃度分別為c(CO2)=1mol/L,c(H2)=2.4mol/L;達到平衡后,CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,若溫度不變,投料變?yōu)閏(CO2)=1mol/L,c(H2)=1mol/L,c(CO)=0.5mol/L,c(H2O)=2mol/L,反應(yīng)向
(填寫“正”或“逆”)反應(yīng)方向進行。

【答案】1:4;T2>T1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),相同壓強下,溫度升高時平衡右移,甲烷的轉(zhuǎn)化率增大;CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.0kJ/mol;4H2+Fe3O4=3Fe+4H2O;a c;逆
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:7引用:1難度:0.5
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.含氮化合物對工業(yè)生產(chǎn)有多種影響,化學(xué)工作者設(shè)計了如下再利用的方案:
    (1)以NH3和CO2為原料合成化肥-尿素[CO(NH22],兩步反應(yīng)的能量變化如圖:
    ①該反應(yīng)在
     
    (填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)下能自發(fā)進行。
    ②已知第二步反應(yīng)決定了生產(chǎn)尿素的快慢,可推測E1
     
    E3(填“>”“<”或“=”)。
    ③該反應(yīng)達到化學(xué)平衡后,下列措施能提高NH3轉(zhuǎn)化率的是
     
    。
    A.選用更有效的催化劑
    B.升高反應(yīng)體系的溫度
    C.降低反應(yīng)體系的溫度
    D.縮小容器的體積
    (2)氨的催化氧化過程可發(fā)生以下兩種反應(yīng),該過程易受催化劑選擇性影響。
    Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)     ΔH<0;
    Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)     ΔH<0;
    在容積固定的密閉容器中充入1.5molNH3和1.55molO2,一定時間段內(nèi),在催化劑作用下發(fā)生上述反應(yīng)。生成物NO和N2的物質(zhì)的量隨溫度的變化曲線如圖。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①當溫度處于400℃~840℃時,N2的物質(zhì)的量減少,NO的物質(zhì)的量增加,其原因是
     
    。
    ②840℃時,反應(yīng)以反應(yīng)Ⅰ為主,則NH3的轉(zhuǎn)化率為
     
    。(保留小數(shù)點后2位,下同);若520℃時起始壓強為p0,恒溫下反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)Kp=
     
    (Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。
    (3)肼(N2H4)-空氣燃料電池是一種新型環(huán)保型堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液。肼-空氣燃料電池放電時,負極的電極反應(yīng)式:
     
    。假設(shè)使用肼-空氣燃料電池電解精煉銅(已知銅的摩爾質(zhì)量為64g/mol),陰極質(zhì)量變化為128g,則肼-空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣
     
    L(假設(shè)空氣中氧氣體積分數(shù)為20%)。

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:4引用:1難度:0.5
  • 2.某溫度下,降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化發(fā)生聚合反應(yīng):n菁優(yōu)網(wǎng)
    催化劑
    菁優(yōu)網(wǎng)。在不同時刻測得反應(yīng)物濃度與時間關(guān)系如下表:
    t/min 0 25 75 105 125 150 250
    c(降冰片烯)/(mol?L-1 3.00 2.70 a 1.74 1.50 1.20 0
    下列說法正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:10引用:1難度:0.5
  • 3.(1)發(fā)射衛(wèi)星可用肼為燃料,二氧化氮作氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣。已知:
    N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ?mol-1
    N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ?mol-1
    則肼和二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
     
    。
    (2)將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)各amol充入1升恒容密閉反應(yīng)器發(fā)生如下反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)。某溫度下反應(yīng)達平衡,平衡常數(shù)K=27,此時測得CO的物質(zhì)的量為0.10mol,則a=
     
    ,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為
     
    (計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
    (3)已知Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9,某同學(xué)設(shè)想用下列流程得到BaCl2,BaSO4
    飽和
    N
    a
    2
    C
    O
    3
    溶液
    BaCO3
    鹽酸
    BaCl2則①的離子方程式為
     
    ,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
     

    (4)堿性鋅錳干電池是一種一次性電池,電極為Zn、碳棒,MnO2和KOH等組成的糊狀填充物為電解質(zhì)。該電池放電過程會產(chǎn)生MnOOH,則該電池放電時正極電極反應(yīng)為
     
    。
    (5)以Fe、石墨作電極,NaOH作電解質(zhì)溶液,可制取有廣泛用途的Na2FeO4。在制備時,
     
    作陽極,陽極電極反應(yīng)為
     
    。

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:7引用:1難度:0.5
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