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合成氣(CO+H2)在煤化工和天然氣化工中有著十分重要的地位,由合成氣可合成多種有機基礎原料和產(chǎn)品。
(1)煤化工中生產(chǎn)合成氣的反應為:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)ΔH=+131.5kJ?mol-1
①該反應的平衡常數(shù)表達式為
K=
c
H
2
×
c
CO
c
H
2
O
K=
c
H
2
×
c
CO
c
H
2
O
,該反應在
高溫
高溫
(填高溫或低溫)自發(fā)進行。
②在恒溫恒容下,同時放入C(s)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)四種物質(zhì),下列事實能夠說明反應C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)已達到平衡的是
ACD
ACD
。
A.反應體系中,混合氣體的密度不再改變
B.反應體系中,CO和H2的體積分數(shù)相等
C.反應體系中,當有2molH-O鍵斷裂的同時有1molH-H鍵形成
D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
(2)天然氣化工中生產(chǎn)合成氣的主要反應為:2CH4(g)+O2(g)?2CO(g)+4H2(g)ΔH=akJ?mol-1。在恒容容器中按物質(zhì)的量之比1:2加入一定量的CH4和O2,在壓強為1.01×105Pa、不同溫度下測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示:
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①請在圖中畫出壓強為5.05×105Pa時CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化曲線
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。
②現(xiàn)有實驗測得反應2CH4(g)+O2(g)?2CO(g)+4H2(g)在750℃下,以不同碳氧比[
n
CH
4
n
O
2
]投料時反應達平衡后CH4的轉(zhuǎn)化率及H2、CO的選擇性,所測數(shù)據(jù)如表所示。(已知:選擇性=
目標產(chǎn)物的產(chǎn)率
反應原料的轉(zhuǎn)化率

碳氧比[
n
CH
4
n
O
2
]
1:0.25 1:0.5 1:1 1:1.25
CH4轉(zhuǎn)化率 0.40 0.88 0.98 0.99
H2選擇性 0.98 0.93 0.67 0.40
CO選擇性 0.99 0.94 0.65 0.32
最佳碳氧比[
n
CH
4
n
O
2
]為
1:0.5
1:0.5
。假設按碳氧比n(CH4):n(O2)=1:1投料,反應容器的體積為VL,通入CH4和O2各amol,請列式表示平衡時容器內(nèi)H2的濃度(用a、v的代數(shù)式表示)
2
a
×
0
.
98
×
0
.
67
V
mol/L
2
a
×
0
.
98
×
0
.
67
V
mol/L
。
(3)煤化工可以制取甲醇,甲醇-空氣燃料電池,以KOH溶液為電解質(zhì)溶液,(電極材料為惰性電極),當KOH全部轉(zhuǎn)化為KHCO3,停止放電,寫出負極的電極反應式
CH3OH-6e-+7OH-
HCO
-
3
+5H2O
CH3OH-6e-+7OH-
HCO
-
3
+5H2O
。

【答案】K=
c
H
2
×
c
CO
c
H
2
O
;高溫;ACD;菁優(yōu)網(wǎng);1:0.5;
2
a
×
0
.
98
×
0
.
67
V
mol/L;CH3OH-6e-+7OH-
HCO
-
3
+5H2O
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:79引用:2難度:0.5
相似題
  • 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=
     
    kJ?mol-1
    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
     

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    (3)在800℃時,
    n
    C
    O
    2
    n
    C
    2
    H
    6
    =
    1
    3
    ,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=
     
    (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)。計算結果用最簡分式表示)。
    (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=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關,則T溫度時
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
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    (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
     
    極。
    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
  • 菁優(yōu)網(wǎng)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=
    制備目標物質(zhì)消耗原料的量
    原料總的轉(zhuǎn)化量
    ×100%
    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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