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+41.2kJ?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-bV3-a-bVmol?L-1,反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)為 (3-a-b)c(5-2a-c)b(3-a-b)c(5-2a-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>P1P3>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+=HCOOHCO2+2e-+2H+=HCOOH。
3
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a
-
b
V
3
-
a
-
b
V
(
3
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a
-
b
)
c
(
5
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2
a
-
c
)
b
(
3
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a
-
b
)
c
(
5
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2
a
-
c
)
b
【考點】化學(xué)平衡的計算.
【答案】+41.2;;;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
3
-
a
-
b
V
(
3
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a
-
b
)
c
(
5
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2
a
-
c
)
b
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:26引用:4難度:0.4
相似題
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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=
(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
(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。
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
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
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)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(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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