甲烷催化裂解制備乙烯、乙炔時(shí)涉及以下反應(yīng)：
反應(yīng)Ⅰ：2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH1=+376.4kJ?mol-1
反應(yīng)Ⅱ：C2H2（g）+H2（g）?C2H4（g）ΔH2=-174.4kJ?mol-1
反應(yīng)Ⅲ：CH4（g）?C（s）+2H2（g）ΔH3=+74.8kJ?mol-1
反應(yīng)Ⅳ：2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g）ΔH4
（1）ΔH4=+202.0kJ?mol-1+202.0kJ?mol-1。
（2）甲烷在固體催化劑表面發(fā)生反應(yīng)Ⅰ的過(guò)程如圖所示。
①A、B、C狀態(tài)中，能量最高的是 BB。
②某溫度下，反應(yīng)Ⅰ的vE=k??p2（CH4）vg=k??p（C2H2）p3（H2），（k為速率常數(shù)），部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示。
| p（C2H2）/MPa | p（H2）/MPa | v逆/（MPa?min-1） |
| 0.05 | P1 | 4.8 |
| P2 | P1 | 19.2 |
| P2 | 0.15 | 8.1 |
0.2
0.2
，該溫度下k逆=12000
12000
MPa3?min-1；溫度升高，速率常數(shù)增大的倍數(shù)：k正＞
＞
k逆（填“＞”“＜”或“=”）。（3）某溫度下，向恒容密閉容器中充入一定量CH4（此時(shí)壓強(qiáng)為P0），僅發(fā)生反應(yīng)Ⅳ。
①測(cè)得平衡時(shí)p（H2）：p（CH4）=2：1，則反應(yīng)Ⅳ的Kp=
4
p
0
3
4
p
0
3
②若升高反應(yīng)體系溫度，在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得甲烷的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。T0℃之后甲烷轉(zhuǎn)化率減小的原因是
催化劑失去活性
催化劑失去活性
。
（4）一定條件下，甲烷裂解體系中幾種氣體的平衡分壓的對(duì)數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。
①725℃時(shí)，反應(yīng)Ⅰ、Ⅲ中，反應(yīng)傾向較大的是
反應(yīng)Ⅲ
反應(yīng)Ⅲ
。②工業(yè)上催化裂解甲烷常通入一定量的H2，原因是
抑制反應(yīng)Ⅲ正向進(jìn)行，防止產(chǎn)生積碳覆蓋在催化劑表面，導(dǎo)致催化劑活性降低
抑制反應(yīng)Ⅲ正向進(jìn)行，防止產(chǎn)生積碳覆蓋在催化劑表面，導(dǎo)致催化劑活性降低
。【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；化學(xué)平衡的影響因素．
【答案】+202.0kJ?mol-1；B；0.2；12000；＞；；催化劑失去活性；反應(yīng)Ⅲ；抑制反應(yīng)Ⅲ正向進(jìn)行，防止產(chǎn)生積碳覆蓋在催化劑表面，導(dǎo)致催化劑活性降低
4
p
0
3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/8/16 0:0:1組卷：50引用：1難度：0.7
相似題
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1．氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái)，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(lái)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(shí)，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(dá)到平衡時(shí)，測(cè)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(dá)到平衡，測(cè)得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí)，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(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號(hào)）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
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(yáng)極的電極反應(yīng)式為，一段時(shí)間后陰、陽(yáng)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(jìn)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（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：60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(cè)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(shí)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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