CO和H2在工業(yè)上常作為重要的化工原料,其混合氣稱為合成氣。工業(yè)上CH4-H2O催化重整是目前大規(guī)模制取合成氣的重要方法,其原理為:
反應Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)ΔH1=+210kJ/mol
反應Ⅱ:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41kJ/mol
(1)CH4(g)、H2O(g)反應生成CO2(g)、H2(g)的熱化學方程式是 CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH=+169kJ/molCH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH=+169kJ/mol。
(2)反應Ⅰ達到平衡的標志是 ACAC。
A.恒溫恒容情況下,壓強不再改變
B.速率比V(CO):V(H2)=1:3
C.平均相對分子質量不再改變
D.恒溫恒容情況下,氣體密度不再改變
(3)若容器容積不變,不考慮反應Ⅰ,對反應Ⅱ下列措施可增加CO轉化率的是 bb。
A.升高溫度
B.將CO2從體系分離
D.充入He,使體系總壓強增大
D.按原投料比加倍投料
(4)某溫度下,對于反應Ⅰ,將n(H2O):n(CH4)=1:1的原料氣充入恒容密閉容器中,初始壓強為P0,反應達平衡時總壓強為P1,則平衡時甲烷的轉化率為 100(P0-P1)P1%100(P0-P1)P1%(忽略副反應)。
(5)將1molCH4(g)和1molH2O(g)加入恒溫恒壓的密閉容器中(溫度298K、壓強100kPa,發(fā)生反應Ⅰ,不考慮反應Ⅱ的發(fā)生,該反應中,正反應速率v正=k正×p(CH4)×p(H2O),逆反應速率v逆=k逆×p(CO)×p3(H2),其中k正、k逆為速率常數(shù),P為分壓(分壓=總壓×物質的量分數(shù)),則該反應的壓強平衡常數(shù)Kp=k正k逆k正k逆(以k正、k逆表示)。
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P
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%
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正
k
逆
k
正
k
逆
【答案】CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH=+169kJ/mol;AC;b;;
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逆
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:11引用:1難度:0.5
相似題
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1.CO2的捕集與轉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,產物的物質的量之和與剩余反應物的物質的量之和相等,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,相同時間內有關生成物物質的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉化率=×100%制備目標物質消耗原料的量原料總的轉化量
下列說法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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