氫能是一種很有前景的新能源,CH4—CO2催化重整是目前制取氫氣且同時減緩溫室效應的重要方法。
已知:①CH4-CO2催化重整的反應如下:
反應Ⅰ:CH4(g)?C(s)+2H2(g)ΔH1=+75kJ?mol-1 K1=0.25
反應Ⅱ:CO2(g)+C(s)?2CO(g)ΔH2=+175kJ?mol-1 K2=8
②工業(yè)上可用CO2與H2反應制取甲烷、甲醇等化工產(chǎn)品。
回答下列問題:
(1)CH4、CO2催化重整生成CO、H2的熱化學方程式為 CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=+247kJ/molCO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=+247kJ/mol。該反應的平衡常數(shù)K=22。
(2)在恒溫恒壓下,向甲、乙兩個密閉容器中通入等物質(zhì)的量的CH4和等物質(zhì)的量的CO2,并分別加入兩種不同催化劑ⅰ和ⅱ,測得相同時間內(nèi)CO的百分含量隨溫度的變化關系如圖所示,同時測得相同時間內(nèi)甲烷和二氧化碳的轉(zhuǎn)化率如下表所示。
時間/小時 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
甲烷轉(zhuǎn)化率/% | 65 | 71 | 80 | 87 | 92 |
二氧化碳轉(zhuǎn)化率/% | 66 | 73 | 83 | 89 | 94 |
ⅰ
ⅰ
(填“ⅰ”或“ⅱ”)效果好,b點正反應速率 >
>
(填“>”“<”或“=”)b點逆反應速率;②從理論上講,甲烷和二氧化碳的轉(zhuǎn)化率應該相等,但從表格數(shù)據(jù)可知二氧化碳的轉(zhuǎn)化率均大于甲烷,原因是
CO2與C發(fā)生反應Ⅱ生成一氧化碳
CO2與C發(fā)生反應Ⅱ生成一氧化碳
;③積碳是造成催化劑失活的主要原因,反應Ⅰ和反應Ⅱ均可能引起積碳,研究發(fā)現(xiàn),如果反應Ⅰ不發(fā)生積碳過程,則反應Ⅱ也不會發(fā)生積碳過程。根據(jù)反應Ⅰ和反應Ⅱ分析,為保持催化劑的活性,應采取的措施是
降低溫度或增大壓強
降低溫度或增大壓強
。【答案】CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=+247kJ/mol;2;?。唬?;CO2與C發(fā)生反應Ⅱ生成一氧化碳;降低溫度或增大壓強
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:2引用:1難度:0.6
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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=
(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(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
②若只改變一個反應條件使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
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。陽極的電極反應式為發(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(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: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: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的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應速率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