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在催化劑存在下,CH4和CO2發(fā)生催化重整反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g),既能保護環(huán)境,又能利用資源。一定溫度下,將1mol CH4和3mol CO2(g)通入體積為10L的恒容密閉容器里,在一定條件下發(fā)生上述反應(yīng)。請回答下列問題:
(1)CH4的空間結(jié)構(gòu)為
正四面體
正四面體
,標準狀況下1.12L CH4所含電子的數(shù)目為
0.5NA
0.5NA
。
(2)下列說法可以判定反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的是
AD
AD
(填標號)。
A.
c
C
H
4
c
C
O
2
不再改變
B.混合氣體的密度不再改變
C.相同時間內(nèi),斷裂C-H鍵的數(shù)目與生成H-H鍵的數(shù)目比為2:1
D.氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
(3)若上述反應(yīng)10min后達到化學平衡,容器壓強變?yōu)槠鹗級簭姷?.25倍,則10min內(nèi),CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為
50%
50%
,v(CO2)=
0.005
0.005
mol?L-1?min-1,c(CO)=
0.1
0.1
mol?L-1。
【答案】正四面體;0.5NA;AD;50%;0.005;0.1
【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,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:21引用:3難度:0.5
相似題
  • 1.科學家研究高效催化劑對汽車尾氣進行無害化處理,反應(yīng)原理為2CO(g)+2NO(g)
    催化劑
    2CO2(g)+N2(g)ΔH?;卮鹣铝袉栴}:
    (1)某溫度下,在密閉容器中該反應(yīng)達到化學平衡后,只改變一種條件對該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率的影響如圖甲所示:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①加催化劑對反應(yīng)速率影響的圖像是
     
     (填字母,下同)。
    ②適當升高溫度對反應(yīng)速率影響的圖像是A,該反應(yīng)的正反應(yīng)是
     
    反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
    ③圖像D改變的條件是
     
    (任寫一條)。
    (2)在1L密閉容器中充入CO和NO共4mol,發(fā)生反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)ΔH,CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、起始投料比m的關(guān)系如圖乙所示[起始投料比m=
    n
    NO
    n
    CO
    ]。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)表達式為
     
    。
    ②圖中a、b、c三點對應(yīng)的平衡常數(shù)Ka、Kb,Kc相對大小關(guān)系是
     
    ,m1、m2、m3相對大小關(guān)系是
     
    。
    ③若m2=1,溫度為T1,反應(yīng)達到平衡所用的時間為10min,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為40%。達平衡過程中平均反應(yīng)速率v(N2)=
     
    mol?L-1?min-1;若T1時,該容器中此四種物質(zhì)均為2mol,則此時v(正)
     
    (填“>”“<”或“=”)v(逆)。
    發(fā)布:2024/9/20 15:0:11組卷:60引用:2難度:0.5
  • 2.隨著人們的物質(zhì)生活水平的不斷提高和工業(yè)化快速發(fā)展,環(huán)境污染也日益加重,空氣中有毒氣體主要包括SO2、CO、NOx、烴類等等。
    (1)在一定條件下,CH4可與NOx反應(yīng)除去NOx,已知有下列熱化學方程式:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3 kJ/mol
    ②N2(g)+2O2(g)?2NO2(g)ΔH=+67.0 kJ/mol
    ③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-41.0 kJ/mol
    則CH4(g)+2NO2(g)?CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)ΔH=
     
    kJ/mol
    (2)在2L的密閉容器中按物質(zhì)的量之比1:2充入CO和H2,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH。測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度及不同壓強的變化如圖所示,P2和195℃時n(H2)隨時間的變化結(jié)果如表所示。n(H2)在P2及195℃時隨時間變化如表所示。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    t/min 0 1 3 5
    n(H2)/mol 8 5 4 4
    ①該反應(yīng)的ΔH
     
    0(填“>”、“<”或“=”),原因是
     

    ②在P2及195℃時,在0~2min,平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=
     

    ③能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是
     
    。
    a.容器內(nèi)混合氣體壓強保持不再變化
    b.CO和H2的轉(zhuǎn)化率之比不再變化
    c.容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化
    d.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化
    ④P2及195℃下,在B點時,v(正)
     
    v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
    ⑤下列說法不正確的是
     

    a.將容器體積變?yōu)?L,再次達平衡時,CO的物質(zhì)的量濃度為原平衡的2倍
    b.該反應(yīng)在任何條件下都能自發(fā)進行
    c.充分反應(yīng)后,容器內(nèi)只存在CH3OH分子
    d.升高溫度,
    n
    C
    H
    3
    OH
    n
    CO
    減小
    ⑥在P2及195℃時,該反應(yīng)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),結(jié)果用含P2的分式表示)。
    發(fā)布:2024/9/20 9:0:9組卷:4引用:1難度:0.4
  • 3.自熱化學鏈重整制氫CLR(a)工藝的原理如圖所示:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    回答下列問題:
    (1)25℃、101kPa時,5.9gNi與足量O2反應(yīng)生成NiO放出47.2kJ的熱量,則在“空氣反應(yīng)器”中發(fā)生反應(yīng)的熱化學方程式為
     
    。
    (2)“燃料反應(yīng)器”中發(fā)生的部分反應(yīng)有:
    (Ⅰ)CO(g)+NiO(s)=CO2(g)+Ni(s)ΔH1=-47.0kJ/mol 平衡常數(shù)K1
    (Ⅱ)CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(g)+4Ni(s)ΔH2=+137.7kJ/mol 平衡常數(shù)K2
    (Ⅲ)CH4(g)+3CO2(g)=4CO(g)+2H2O(g)ΔH3=akJ/mol 平衡常數(shù)K3
    ①CO2的電子式:
     
    。
    ②K1、K2、K3之間的關(guān)系是:
     

    ③在
     
    (填“高溫”或“低溫”)情況下有利于反應(yīng)Ⅲ的自發(fā)進行。
    (3)“水汽轉(zhuǎn)換反應(yīng)器”中發(fā)生的反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g),將天然氣看作是純凈的CH4(假定向水汽轉(zhuǎn)換反應(yīng)器中補充的水的物質(zhì)的量等于甲烷的物質(zhì)的量),若在t℃時進行轉(zhuǎn)換,水汽轉(zhuǎn)換反應(yīng)器中達平衡時CO、H2O、H2、CO2濃度之比為1:x:3:1,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
     

    (4)甲烷制氫傳統(tǒng)工藝有水蒸氣重整部分氧化重整以及聯(lián)合重整等,CLR(a)工藝重整是一種聯(lián)合重整,涉及反應(yīng)的熱化學方程式如下:
    水蒸氣重整反應(yīng):CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)ΔH=+192kJ/mol
    部分氧化重整反應(yīng):CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-768kJ/mol
    ①采用水蒸氣重整的優(yōu)點是:
     
    ;
    ②上述兩個反應(yīng)的缺點之一是在制取氫氣的同時產(chǎn)生大量溫室氣體CO2,若用NaOH溶液來吸收CO2,寫出反應(yīng)的離子方程式:
     
    ;
    ③若上述兩個反應(yīng)在保持自熱條件下(假設(shè)無熱量損失),理論上2molCH4至多可獲得H2的物質(zhì)的量為
     
    (結(jié)果保留1位小數(shù))。
    發(fā)布:2024/9/20 9:0:9組卷:0引用:2難度:0.5
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