一定條件下,CH4與CO2反應可制備CH3COOH,反應的熱化學方程式為CH4(g)+CO2(g)═CH3COOH(g )
,ΔH=+37.9kJ?mol-1?;卮鹣铝袉栴}:
(1)若上述反應在恒容密閉容器中進行,則下列情況能說明反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是 bdbd(填字母,下同)。
a.容器內(nèi)氣體密度保持不變
b.CO2的體積分數(shù)保持不變
c.該反應的平衡常數(shù)保持不變
d.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
(2)下列措施既能提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率又能加快反應速率的是 aa。
a.升高溫度
b.使用高效催化劑
c.加入CH4
d.擴大容器體積
(3)T1℃時催化劑作用下,將體積比為1:1的CH4與CO2混合氣體充入恒容密閉容器中反應生成CH3COOH(g),每隔一定時間測得容器內(nèi)氣體壓強如表所示:
時間/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
壓強/kPa | 2 | 1.5 | 1.3 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
△
p
(
B
)
△
t
0.05
0.05
kPa?min-1。②T1℃時,反應的平衡常數(shù)Kp=
20
20
kPa-1(Kp為用各氣體分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。(4)用Co作催化劑,可使反應CH4(g)+CO2(g)?CH3COOH(g)在較溫和條件下進行,反應歷程如圖:
①第二步反應的化學方程式為
CO2+Co3C+2H2?CH3COOH+3Co
CO2+Co3C+2H2?CH3COOH+3Co
。②為增大CH3COOH的平衡產(chǎn)率:從溫度角度考慮,第一步反應在高溫下進行,第二步反應在
低溫
低溫
進行;從H2濃度的角度考慮,第二步應采取的措施是 增大H2的濃度
增大H2的濃度
。【答案】bd;a;0.05;20;CO2+Co3C+2H2?CH3COOH+3Co;低溫;增大H2的濃度
【解答】
【點評】
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(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
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D.加入合適的催化劑
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