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合成氣是一種重要的化工原料氣,甲烷、二氧化碳自熱重整制合成氣的主要反應(yīng)有:
Ⅰ.CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H1=+247.3kJ?mol-1
Ⅱ.CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H2=+206.1kJ?mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列問題:
(1)△H3=
+41.2
+41.2
kJ?mol-1。
(2)一定條件下,向VL恒容密閉容器中通入2molCH4(g)、1molCO2(g)、1molH2O(g)發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時,容器中CH4(g)為amol,CO2(g)為bmol,H2O(g)為cmol,此時CO(g)的濃度為
3
-
a
-
b
V
3
-
a
-
b
V
mol?L-1,反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)為
3
-
a
-
b
c
5
-
2
a
-
c
b
3
-
a
-
b
c
5
-
2
a
-
c
b
。(用含a、b、c、V的代數(shù)式表示)
(3)不同溫度下,向VL密閉容器中按照n(CO2):n(CH4):n(H2O)=1:1:1投料,實驗測得平衡時n(H2):n(CO)隨溫度的變化關(guān)系如圖1所示:
①壓強(qiáng)P1、P2、P3由大到小的順序為
P3>P2>P1
P3>P2>P1
,判斷的依據(jù)是
反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ是氣體分子數(shù)目增大的反應(yīng),減小壓強(qiáng)平衡正向移動,n(H2)增加的程度大于n(CO)
反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ是氣體分子數(shù)目增大的反應(yīng),減小壓強(qiáng)平衡正向移動,n(H2)增加的程度大于n(CO)
。
②壓強(qiáng)為P2時,隨著溫度升高,n(H2):n(CO)先增大后減小。解釋溫度Tm前后,隨著溫度升高n(H2):n(CO)變化的原因分別是
升高溫度,平衡Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均正向移動,T<Tm時,升高溫度對反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的促進(jìn)作用大于反應(yīng)Ⅲ,n(H2)增加的更多;T>Tm后,對反應(yīng)Ⅲ的促進(jìn)作用更大,n(CO)增加的更多
升高溫度,平衡Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均正向移動,T<Tm時,升高溫度對反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的促進(jìn)作用大于反應(yīng)Ⅲ,n(H2)增加的更多;T>Tm后,對反應(yīng)Ⅲ的促進(jìn)作用更大,n(CO)增加的更多
。
(4)通過電化學(xué)方法可有效實現(xiàn)以CO2和水為原料合成甲酸,其原理示意圖如圖2,則A極的電極反應(yīng)式為
CO2+2e-+2H+=HCOOH
CO2+2e-+2H+=HCOOH
。
菁優(yōu)網(wǎng)

【答案】+41.2;
3
-
a
-
b
V
;
3
-
a
-
b
c
5
-
2
a
-
c
b
;P3>P2>P1;反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ是氣體分子數(shù)目增大的反應(yīng),減小壓強(qiáng)平衡正向移動,n(H2)增加的程度大于n(CO);升高溫度,平衡Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均正向移動,T<Tm時,升高溫度對反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的促進(jìn)作用大于反應(yīng)Ⅲ,n(H2)增加的更多;T>Tm后,對反應(yīng)Ⅲ的促進(jìn)作用更大,n(CO)增加的更多;CO2+2e-+2H+=HCOOH
【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:26引用:4難度:0.4
相似題
  • 1.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,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,測得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(guān)系如圖所示。
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    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(yīng)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(jìn)行計算)Pa2。
    ②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號)。
    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
  • 2.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(  )

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6
  • 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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