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隨著天然氣在世界能源結(jié)構(gòu)比例增大,煤間接氣化制備天然氣是當(dāng)前研究熱點(diǎn),其核心工藝是CO和CO2的甲烷化反應(yīng),目前研究人員主要尋找高催化活性的催化劑,同時(shí)著力解決產(chǎn)生的積碳對(duì)催化劑活性的影響,主要反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O (g)△H1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O (g)△H2
反應(yīng)Ⅲ:CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O (g)△H3
其對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)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
回答下列問題:
(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(yīng)Ⅲ,測(cè)得H2的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系如圖1所示。

①能說明上述反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是
CD
CD
。(選填字母)
A.4v(H2)=v(CO2
B.CO2與H2的物質(zhì)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?jǐn)?shù)保持不變
②據(jù)圖可知,T1
T2(填“>”或“<”)。
③若反應(yīng)達(dá)到平衡點(diǎn)A,此時(shí)容器的體積為2L,則該溫度下反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)K=
0.25
0.25
。
(3)若容器的容積固定不變,在圖2坐標(biāo)系中畫出從常溫時(shí)通入1mol CO2和4mol H2開始(僅發(fā)生反應(yīng)Ⅲ),隨溫度不斷升高,濃度商Q值(Q=
生成物濃度的系數(shù)次方的乘積
反應(yīng)物濃度的系數(shù)次方的乘積
)的變化趨勢(shì)圖
。
(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(duì)反應(yīng)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(dāng)C/H比一定時(shí),電壓越高,CO2的轉(zhuǎn)化率越高
B.考慮到CO2的轉(zhuǎn)化率和經(jīng)濟(jì)成本,應(yīng)盡可能減小C/H比
C.在合適的電壓范圍內(nèi),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(zhuǎn)化率達(dá)到90%,C/H比應(yīng)控制在1:5為宜

【答案】<;<;CD;<;0.25;;CD
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:7引用:1難度:0.4
相似題
  • 1.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)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:60引用:6難度:0.6
  • 2.氫氣最早于16世紀(jì)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(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測(cè)得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。

    ①T℃時(shí),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(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2。
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強(qiáng)
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)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(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時(shí)A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)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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