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甲烷水蒸氣催化重整是制備高純氫的方法之一.反應如下:
反應i.CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)ΔH2=+206kJ?mol-1;
反應ii.CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g)ΔH2=+165kJ?mol-1
回答下列問題:
(1)反應iii.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)的ΔH3=
+41
+41
kJ?mol-1;若在一定溫度下的容積固定的密閉容器中進行該反應,則可以提高CO2平衡轉化率的措施有
增大H2濃度、將CO或H2O從體系中移出
增大H2濃度、將CO或H2O從體系中移出
(寫出一條即可).
(2)對于反應i,向體積為2L的恒容密閉容器中,按n(H2O):n(CH4)=1:1投料.
①若在恒溫條件下,反應達到平衡時CH4的轉化率為50%,則平衡時容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為
3:2
3:2
(最簡單整數(shù)比).

②其他條件相同時,在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反應相同時間,CH4的轉化率隨反應溫度的變化如圖所示.a(chǎn)點
不是
不是
(填“是”或“不是”)化學平衡狀態(tài),CH4的轉化率:c點>b點,原因可能是
溫度升高,反應速率加快,相同時間,反應正向進行的程度增大,CH4的轉化率增大
溫度升高,反應速率加快,相同時間,反應正向進行的程度增大,CH4的轉化率增大

(3)某科研小組研究了反應ⅱ的動力學,獲得其速率方程v=k[c(CH4)]m?
[
c
H
2
O
]
1
2
,k為速率常數(shù)(只受溫度影響),m為CH4的反應級數(shù).在某溫度下進行實驗,測得各組分初濃度和反應初速率如下:
實驗序號 c(H2O)/mol?L-1 c(CH4)/mol?L-1 v/mol?L-1?s-1
1 0.100 0.100 1.2×10-2
2 0.100 0.200 2.4×10-2
CH4的反應級數(shù)m=
1
1
,當實驗2進行到某時刻,測得c(H2O)=0.040mol?L-1,則此時的反應速率V=
0.0136
0.0136
mol?L-1?s-1(保留3位有效數(shù)字,已知
0
.
1
≈0.3).

【答案】+41;增大H2濃度、將CO或H2O從體系中移出;3:2;不是;溫度升高,反應速率加快,相同時間,反應正向進行的程度增大,CH4的轉化率增大;1;0.0136
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:8引用:1難度:0.7
相似題
  • 1.反應 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6
  • 2.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,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,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1
    (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關系如圖所示。

    ①T℃時,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2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2。
    ②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質,以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為
     
    ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為
     

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 3.將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應開始前容器中的A、B的物質的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應速率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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