组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应的热效应 > 反应热 > 焓变
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:385 题号:12034770
CO2重整甲烷可以制得合成气(CO和H2),实现碳资源回收和综合利用,还可以减少CO2对环境的影响。回答下列问题:
(1)已知各物质的标准摩尔生成焓(指在标准状态即压力为100kPa,一定温度下,由元素最稳定的单质生成1摩尔纯化合物时的反应焓变)数据如下表:

物质

CH4(g)

CO2(g)

CO(g)

H2(g)

标准摩尔生成焓/kJ·mol-1

-74.8

-393.5

-110.5

0

则重整反应的热化学方程式为_______
(2)有利于提高甲烷平衡转化率的条件是_______温(填“高”或“低”)低压。
(3)实际生产中会伴随副反应发生,导致催化剂表面积碳而失效,实验中测得各物质的物质的量随温度变化如图所示,随着温度升高,积碳量先变大的主要原因是_______(用化学用语表示,下同),后减小的主要原因是_______

(4)2018年,中国科学院通过固体氧化物电解池,将电解CO2和CH4两个气相电化学转化过程结合,实现了电催化二氧化碳重整甲烷,避免了积碳对催化剂的影响,通入CH4的电极为_______极,电极反应为_______
(5)800℃时,在2L恒容密闭容器中通入CO2和CH4各2mol,初始压强为400kPa,在一定条件下发生重整反应(不考虑副反应),达到平衡时,CO2的转化率为50%。计算该反应的压强平衡常数Kp=___

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(1)恒温恒容下,平衡体系中SO3的体积分数[ϕ(SO3)]和y与SO2、O2的物质的量之比[n(SO2)/n(O2)]的关系如图:
                 
则b点n(SO2)/n(O2)=______;y为_______(填编号)。
A.平衡常数                 B.SO3的平衡产率       
C.O2的平衡转化率       D.SO2的平衡转化率
(2)Kp是以各气体平衡分压代替浓度平衡常数Kc中各气体的浓度的平衡常数。在400~650 ℃时,Kp与温度(T/K)的关系为lgKp= —4.6455,则在此条件下SO2转化为SO3反应的△H_______(填“>0”或“<0”)。        
(3)①该反应的催化剂为V2O5,其催化反应过程为:
                           SO2+V2O5SO3+V2O4             K1
                           O2+V2O4V2O5                 K2
则在相同温度下2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数K=______(以含K1K2的代数式表示)。
②V2O5加快反应速率的原因是_____________________________,其催化活性与温度的关系如图(左)。
(4)在7.0% SO2、11% O2、82% N2时,SO2平衡转化率与温度、压强的关系如下图(右):则460℃、1.0 atm下,SO2(g)+ O2(g)SO3(g)的Kp=____________ (各气体的分压=总压×各气体的体积分数)。

(5)压强通常采用常压的原因是______________________________________,综合第(3)、(4)题图给信息,工业生产最适宜的温度范围400℃-500℃,你认为最主要的原因是___________
A.原料转化率最大        
B.已达到反应装置所能承受的最高温度       
C.催化剂的活性最高
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【推荐2】丙烯是重要的化工原料,丙烷直接脱氢制丙烯的相关反应及能量变化如图。
   
回答下列问题:
(1)主反应的焓变______0(填“>”或“<”);在600℃、1MPa条件下,丙烷脱氢制丙烯反应到达平衡,测得的体积分数均为30%,则此时的体积分数为____________
(2)向密闭容器中充入,发生主反应:(忽略副反应的发生)。
①测得反应速率方程为k为反应速率常数。已知:(R、C为常数,T为温度,Ea为活化能)。实验测得其他条件相同,不同催化剂Cat1、Cat2对k的影响如图甲所示,则催化效能较高的是______(填“Catl”或“Cat2”)。
   
②在100 kPa、10 kPa不同起始压强下达到化学平衡时,测得丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图乙所示。起始压强为10 kPa,丙烷、丙烯随温度变化的物质的量分数曲线分别是____________(填代号);A点对应的平衡常数______kPa(为以分压表示的平衡常数);B点丙烷的平衡转化率为______
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