隨著天然氣在世界能源結構比例增大，煤間接氣化制備天然氣是當前研究熱點，其核心工藝是CO和CO2的甲烷化反應，目前研究人員主要尋找高催化活性的催化劑，同時著力解決產生的積碳對催化劑活性的影響，主要反應如下：
反應Ⅰ：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O （g）△H1
反應Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）?CH4（g）+H2O （g）△H2
反應Ⅲ：CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O （g）△H3
其對應的平衡常數分別為K1、K2、K3，其中K1、K2隨溫度變化如表所示。
| 250℃ | 300℃ | 350℃ | |
| K1 | 0.01 | 0.05 | 0.1 |
| K2 | 2 | 0.2 | 0.05 |
（1）△H2
＜
＜
0（填“＞”、“＜”或“=”），△H2＜
＜
△H3（填“＞”、“＜”或“=”）。（2）往容積可變的密閉容器中通入1molCO2和4molH2，在一定條件下發(fā)生反應Ⅲ，測得H2的平衡轉化率與壓強、溫度的關系如圖1所示。
①能說明上述反應已達到平衡狀態(tài)的是
CD
CD
。（選填字母）A．4v正（H2）=v逆（CO2）
B．CO2與H2的物質的量之比保持不變
C．H-H鍵、H-O鍵斷裂速率相等
D．CH4的體積分數保持不變
②據圖可知，T1
＜
＜
T2（填“＞”或“＜”）。③若反應達到平衡點A，此時容器的體積為2L，則該溫度下反應Ⅲ的平衡常數K=
0.25
0.25
。（3）若容器的容積固定不變，在圖2坐標系中畫出從常溫時通入1mol CO2和4mol H2開始（僅發(fā)生反應Ⅲ），隨溫度不斷升高，濃度商Q值（Q=
生成物濃度的系數次方的乘積
反應物濃度的系數次方的乘積
（4）某研究小組研究了不同電壓（電壓影響催化劑活性）、不同C/H比對反應Ⅲ的影響如圖3所示（控制其他條件相同），下列說法正確的是
CD
CD
。A．當C/H比一定時，電壓越高，CO2的轉化率越高
B．考慮到CO2的轉化率和經濟成本，應盡可能減小C/H比
C．在合適的電壓范圍內，增大H2的比例可能有利于消除積碳，提高催化劑的活性
D．為使CO2的轉化率達到90%，C/H比應控制在1：5為宜
【答案】＜；＜；CD；＜；0.25；；CD
；CD【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有，未經書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：7引用：1難度：0.4
相似題
-
1．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25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內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 -
2．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（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：67引用：6難度：0.6 -
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：164引用：26難度：0.3