工業(yè)上常用CH4-CO2重整反應(yīng)合成水煤氣,如何減少重整反應(yīng)過程中的積炭,是研究的熱點(diǎn)之一。合成過程中涉及的反應(yīng)有:
CH4-CO2重整反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+247kJ?mol-1
CO歧化積炭:2CO(g)?CO2(g)+C(s)ΔH1
CH4裂解積炭:CH4(g)?C(s)+2H2(g)ΔH2
回答下列問題:
(1)CO歧化積炭反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,則ΔH1<<0(填“>”或“<”)。
(2)一定條件下,CH4裂解的反應(yīng)歷程如圖所示。該歷程分 44步進(jìn)行,其中決定CH4裂解反應(yīng)快慢的基元反應(yīng)是 CH+3H→C+4H或CH→C+HCH+3H→C+4H或CH→C+H(寫出化學(xué)方程式)。
(3)實(shí)驗(yàn)測得兩個(gè)積炭反應(yīng)的平衡積炭量與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。
其中表示溫度和壓強(qiáng)對CH4裂解積炭反應(yīng)中平衡積炭量影響的是圖 甲甲(填“甲”或“乙”)。
(4)在溫度T下、某研究小組分別在容積相等的兩個(gè)恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,控制反應(yīng)條件使其僅發(fā)生CH4-CO2重整反應(yīng),獲得如下數(shù)據(jù):
容器編號 | 起始時(shí)各物質(zhì)的量/mol | CH4平衡轉(zhuǎn)化率 | 達(dá)到平衡時(shí)體系的壓強(qiáng)/MPa | 達(dá)到平衡時(shí)體系能量的變化 | |||
CH4 | CO2 | CO | H2 | ||||
ⅰ | 1 | 2 | 0 | 0 | P | 吸收熱量:123.5kJ | |
ⅱ | 2 | 4 | 0 | 0 | α |
1mol
1mol
,容器ⅱ中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)過程中吸收的熱量 <
<
247kJ(“>”、“<”或“=”)。②計(jì)算溫度T時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
P
2
12
P
2
12
③欲提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有
升高溫度、增加CO2的濃度、減小壓強(qiáng)等
升高溫度、增加CO2的濃度、減小壓強(qiáng)等
(寫兩點(diǎn))。【答案】<;4;CH+3H→C+4H或CH→C+H;甲;1mol;<;;升高溫度、增加CO2的濃度、減小壓強(qiáng)等
P
2
12
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:14引用:1難度:0.5
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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(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),測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)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(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
②若只改變一個(gè)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( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60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(shí)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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