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2022年北京冬奧會首次采用氫能作為火炬燃料,體現(xiàn)綠色奧運理念。工業(yè)上利用天然氣制備氫氣,還能得到乙烯、乙炔等化工產(chǎn)品,有關(guān)反應(yīng)原理如下:有關(guān)反應(yīng)原理如下:
反應(yīng)1:2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH1
反應(yīng)2:2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g)ΔH2
請回答下列問題:
(1)已知幾種物質(zhì)的燃燒熱(ΔH)數(shù)據(jù)如下:
物質(zhì) CH4 C2H2 C2H4 H2
燃燒熱 -890.3 -1299.5 -1411.0 -285.8
①寫出表示C2H2(g)燃燒熱的熱化學(xué)方程式:
C2H2(g)+
5
2
O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1299.5kJ?mol-1
C2H2(g)+
5
2
O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1299.5kJ?mol-1

②上述反應(yīng)中,ΔH1-ΔH2=
+174.3
+174.3
kJ?mol-1
③已知反應(yīng)1的ΔS=+220.2J?mol-1?K-1,則下列所給溫度能使該反應(yīng)自發(fā)進行的是 
D
D
(填標(biāo)號)。
A.0℃
B.25℃
C.1250℃
D.2000℃
(2)在恒溫恒容密閉容器中充入適量CH4發(fā)生上述反應(yīng)1和反應(yīng)2。下列情況不能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是 
B
B
(填字母)。
A.氣體總壓強不隨時間變化
B.氣體密度不隨時間變化
C.氣體平均摩爾質(zhì)量不隨時間變化
D.H2體積分?jǐn)?shù)不隨時間變化
(3)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)的速率方程為v=kc2(CH4),v=kc(C2H2)?c3(H2)(k、k為正、逆反應(yīng)速率常數(shù),與溫度有關(guān))。其他條件相同,T1℃達到平衡時k=1.5k,T2℃達到平衡時k=3.0k。由此推知,T1
T2(填“>”“<”或“=”)。
(4)一定溫度下,在總壓強保持恒定為121kPa時,向某密閉容器中充入CH4和N2組成的混合氣體(N2不參與反應(yīng)),測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與通入氣體中CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖所示。
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①圖中隨著通入氣體中CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的增大,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率降低的主要原因是 
溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,隨著反應(yīng)物甲烷體積分?jǐn)?shù)的增加,反應(yīng)體系總壓強增大,化學(xué)平衡向氣體體積減小的逆反應(yīng)方向移動,導(dǎo)致甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率降低
溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,隨著反應(yīng)物甲烷體積分?jǐn)?shù)的增加,反應(yīng)體系總壓強增大,化學(xué)平衡向氣體體積減小的逆反應(yīng)方向移動,導(dǎo)致甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率降低
。
②已知M點乙炔的選擇性為75%[乙炔的選擇性=
n
C
2
H
2
n
C
2
H
2
+
n
C
2
H
4
×100%]。該溫度下,反應(yīng)2的平衡常數(shù)Kp=
2.52
2.52
kPa(結(jié)果保留2位有效數(shù)字,Kp是以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

【答案】C2H2(g)+
5
2
O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1299.5kJ?mol-1;+174.3;D;B;<;溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,隨著反應(yīng)物甲烷體積分?jǐn)?shù)的增加,反應(yīng)體系總壓強增大,化學(xué)平衡向氣體體積減小的逆反應(yīng)方向移動,導(dǎo)致甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率降低;2.52
【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(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:16引用:1難度:0.4
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
    Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
    Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
    (1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
    i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
    ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應(yīng)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(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)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(yīng),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(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(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?jǐn)?shù)。計算結(jié)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(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)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(guān),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(xué)家使用電化學(xué)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(yīng)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(yīng)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?jǐn)?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(  )

    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(yīng)化學(xué)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(yīng),相同時間內(nèi)有關(guān)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(biāo)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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