合成氨原料气高纯氢可以由天然气、水蒸气催化重整制取,所涉及的主要反应如下:
已知:反应的物质的量分数平衡常数,其中x(A)、x(B)、x(C)、x(D)为各组分的物质的量分数。
请回答下列问题:
(1)298K时,有关物质的相对能量如下表所示。
CH4(g)的相对能量为_____ kJ·mol-l。
(2)反应ⅱ在某催化剂作用下,可能的反应历程如下(*表示吸附在催化剂表面),请写出步骤Ⅱ的方程式。
I.
Ⅱ._____ 。
Ⅲ.
Ⅳ.
V.
(3)相同条件下,随者反应温度的升高,化学平衡常数Kx1、Kx3的比值()_____ (填“增大”“减小”或“不变”),其原因为_____ 。
(4)T℃时,向2L恒容密闭容器中充入1molCH4和2molH2O(g),发生上述反应i和ⅲ。测得反应达到平衡时,容器中n(CH4)=0.4mol,n(H2)=2mol。
①T℃时,反应中H2O的平衡转化率为_____ 。
②T℃时,反应i的平衡常数Kx1=_____ (列出表达式,无需化简)。
③若将容器的体积压缩为1L,甲烷的平衡转化率_____ (填“增大”“减小”或“不变”,下同),反应ⅲ的逆反应速率_____ 。
④下列图像正确且能表明tmin时反应i达到化学平衡状态的是_____ (填字母)。
A. B. C. D.
相关反应 | △H | 物质的量分数平衡常数 | |
反应i | Kx1 | ||
反应ⅱ | Kx2 | ||
反应iii | Kx3 |
请回答下列问题:
(1)298K时,有关物质的相对能量如下表所示。
物质 | CO(g) | H2O(g) | H2(g) |
相对能量/(kJ·mol-1) | -110.5 | -241.8 | 0 |
(2)反应ⅱ在某催化剂作用下,可能的反应历程如下(*表示吸附在催化剂表面),请写出步骤Ⅱ的方程式。
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
V.
(3)相同条件下,随者反应温度的升高,化学平衡常数Kx1、Kx3的比值()
(4)T℃时,向2L恒容密闭容器中充入1molCH4和2molH2O(g),发生上述反应i和ⅲ。测得反应达到平衡时,容器中n(CH4)=0.4mol,n(H2)=2mol。
①T℃时,反应中H2O的平衡转化率为
②T℃时,反应i的平衡常数Kx1=
③若将容器的体积压缩为1L,甲烷的平衡转化率
④下列图像正确且能表明tmin时反应i达到化学平衡状态的是
A. B. C. D.
更新时间:2024-03-26 21:13:14
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【推荐1】CO、CO2对环境都会产生一定危害,但它们也是重要的化工原料,工业上利用CO、CO2催化加氢制取甲醇,主要发生以下反应:反应I:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1;
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
(1)一定温度、压强下,由稳定单质生成1mol化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焓。稳定单质的摩尔生成焓为0.已知CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的摩尔生成焓分别为-395kJ/mol、-201 kJ/mol、-242 kJ/mol,则在该条件下ΔH2=___________ 。
(2)在体系总压恒定为10kPa的密闭容器中,通入 3mol CO2和5mol H2发生反应Ⅱ,反应达平衡时,CO2转化率为50%,该温度下的平衡常数Kp=___________ (用平衡分压代替平衡浓度,平衡分压=总压×体积分数)。平衡后再充入2.5molCO2和2.5molH2O(g),此时v正_______ v逆(填“>”“<”或“=”)。
(3)利用反应Ⅰ和Ⅱ合成CH3OH,若氢碳比表示为f=,则理论上f=___________ 时,原料气的利用率最高。
(4)某实验小组研究T1、T2时CO与CO2间的转化,在密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0,实验初始时体系中的c(CO)=c(H2O)、c (H2)=c(CO2),则平衡时lgc(CO)和lgc(H2)的关系如图所示。
①根据图像判断:T1___________ T2 (填“>”“<”或“=”),T1时的平衡常数Kc=___________ 。
②由平衡状态a到b,改变的条件是___________ 。
(5)利用图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO(电解质溶液为稀硫酸),
①该装置工作时,N电极的电极反应式为___________ 。
②导线中通过2mol电子后,假定体积不变,M极电解质溶液的pH___________ (填“增大”、“减小”或“不变”),N极电解质溶液质量的变化Δm=___________ g。
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
(1)一定温度、压强下,由稳定单质生成1mol化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焓。稳定单质的摩尔生成焓为0.已知CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的摩尔生成焓分别为-395kJ/mol、-201 kJ/mol、-242 kJ/mol,则在该条件下ΔH2=
(2)在体系总压恒定为10kPa的密闭容器中,通入 3mol CO2和5mol H2发生反应Ⅱ,反应达平衡时,CO2转化率为50%,该温度下的平衡常数Kp=
(3)利用反应Ⅰ和Ⅱ合成CH3OH,若氢碳比表示为f=,则理论上f=
(4)某实验小组研究T1、T2时CO与CO2间的转化,在密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0,实验初始时体系中的c(CO)=c(H2O)、c (H2)=c(CO2),则平衡时lgc(CO)和lgc(H2)的关系如图所示。
①根据图像判断:T1
②由平衡状态a到b,改变的条件是
(5)利用图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO(电解质溶液为稀硫酸),
①该装置工作时,N电极的电极反应式为
②导线中通过2mol电子后,假定体积不变,M极电解质溶液的pH
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【推荐2】硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g)SO3(g)ΔH=−98 kJ·mol−1.回答下列问题:
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为:_______ 。
(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0MPa、550℃时的α=_______ ,判断的依据是_______ 。影响α的因素有_______ 。
(3)CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2,S8受热分解成气态S2,发生反应2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g),回答下列问题:
某温度下,若S8完全分解成气态S2.在恒温密闭容器中,S2与CH4物质的量比为2:1时开始反应。
①当CS2体积分数为15%时,CH4的转化率为_______ 。
②一定条件下,CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析,生成CS2的反应为_______ (填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600~650℃的条件下进行此反应,不采用低于600℃的原因是_______ 。
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为:
(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0MPa、550℃时的α=
(3)CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2,S8受热分解成气态S2,发生反应2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g),回答下列问题:
某温度下,若S8完全分解成气态S2.在恒温密闭容器中,S2与CH4物质的量比为2:1时开始反应。
①当CS2体积分数为15%时,CH4的转化率为
②一定条件下,CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析,生成CS2的反应为
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【推荐3】是温室气体,但也是重要的工业原料,的综合利用有利于碳达峰、碳中和目标的最终实现。
(1)和乙烷反应制备乙烯。298K时,相关物质的相对能量如图,与乙烷反应生成乙烯、CO和气态水的热化学方程式为_______ 。
(2)在催化下发生反应:。假定无副反应,350℃时向1L恒容密闭容器中充入和,初始总压强为,反应进行到5min时,与分压(分压=总压×组分物质的量分数)相等,再过5min后反应达到平衡,和的平衡分压分别为和。
①该可逆反应达到平衡的标志为_______ (填标号)。
A.四种物质分压之比等于计量系数之比 B.单位体积内分子总数不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.和的物质的量之和不变
②0~5min内,_______ ,平衡时的转化率为_______ 。该温度下充入和,则该反应的平衡常数K=_______ 。
③10min达平衡后,该温度下继续充入和,再次达到平衡后的体积分数将_______ 。(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)与环氧丙烷( )在催化剂作用下生成( )的反应原理如图:
该反应的化学方程式为_______ ,催化剂为_______ 。
(1)和乙烷反应制备乙烯。298K时,相关物质的相对能量如图,与乙烷反应生成乙烯、CO和气态水的热化学方程式为
(2)在催化下发生反应:。假定无副反应,350℃时向1L恒容密闭容器中充入和,初始总压强为,反应进行到5min时,与分压(分压=总压×组分物质的量分数)相等,再过5min后反应达到平衡,和的平衡分压分别为和。
①该可逆反应达到平衡的标志为
A.四种物质分压之比等于计量系数之比 B.单位体积内分子总数不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.和的物质的量之和不变
②0~5min内,
③10min达平衡后,该温度下继续充入和,再次达到平衡后的体积分数将
(3)与环氧丙烷( )在催化剂作用下生成( )的反应原理如图:
该反应的化学方程式为
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【推荐1】综合利用、CO对构建低碳社会有重要意义。
(1)H2和CO合成甲醇反应:正反应是放热反应。在恒温,体积为2L的密闭容器中分别充入和,10min后达到平衡,测得含有。则达到平衡时CO的浓度为___________ ;10min内用表示的化学反应速率为___________ ;若要加快的生成速率并提高CO的转化率,可采取的措施有___________ 填一种合理的措施。
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将转化为甲醇的热化学方程式为:
①该反应的平衡常数表达式为K=___________ ;
②在恒容密闭容器中使和物质的量之比为发生上述反应,反应过程中测得甲醇的体积分数与反应温度T的关系如图所示,则___________ 0(填“<”或“>”
(3)如图所示,利用缺铁氧化物如可实现的综合利用。
请说明整个过程中缺铁氧化物的作用是___________ 。若用缺铁氧化物与足量完全反应可生成___________ 碳。
(1)H2和CO合成甲醇反应:正反应是放热反应。在恒温,体积为2L的密闭容器中分别充入和,10min后达到平衡,测得含有。则达到平衡时CO的浓度为
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将转化为甲醇的热化学方程式为:
①该反应的平衡常数表达式为K=
②在恒容密闭容器中使和物质的量之比为发生上述反应,反应过程中测得甲醇的体积分数与反应温度T的关系如图所示,则
(3)如图所示,利用缺铁氧化物如可实现的综合利用。
请说明整个过程中缺铁氧化物的作用是
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【推荐2】研究和开发CO、CO2的应用对构建人类的生态文明建设有重要的意义。
(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s) + 3C(s)=2Fe(s) + 3CO(g) ΔH 1=+489.0 kJ·mol-1
C(s) + CO2(g)=2CO(g) ΔH 2 =+172.5 kJ·mol-1。则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为__________ 。
(2)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料CH3OH=CO + 2H2,该反应是经历脱氢、分解两步反应实现的。
ⅰ(脱氢):2CH3OHHCOOCH3 + 2H2
ⅱ(分解): ……
①ⅰ(脱氢)反应的机理可以用下图表示:图中中间产物X的结构简式为________ 。
②写出ⅱ(分解)反应的化学方程式____________ 。
(3)科学家们积极探讨控制温室气体CO2的排放,减缓全球变暖措施和方法。
①Li4SiO4可用于富集得到高浓度CO2。原理是:在500℃,低浓度CO2与Li4SiO4接触后生成两种锂盐;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出高浓度CO2,Li4SiO4再生。请写出700℃时反应的化学方程式为:____________ 。
②固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO2/H2O,既可高效制备合成气(CO+H2),又可实现CO2的减排,其工作原理如图。写出电极c上发生的电极反应式:_________ 、_________ 。
(4)催化剂可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图。
在250-300℃过程中影响速率的主要因素是___________ ;在300-400℃过程中影响速率的主要因素是___________ 。
(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s) + 3C(s)=2Fe(s) + 3CO(g) ΔH 1=+489.0 kJ·mol-1
C(s) + CO2(g)=2CO(g) ΔH 2 =+172.5 kJ·mol-1。则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为
(2)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料CH3OH=CO + 2H2,该反应是经历脱氢、分解两步反应实现的。
ⅰ(脱氢):2CH3OHHCOOCH3 + 2H2
ⅱ(分解): ……
①ⅰ(脱氢)反应的机理可以用下图表示:图中中间产物X的结构简式为
②写出ⅱ(分解)反应的化学方程式
(3)科学家们积极探讨控制温室气体CO2的排放,减缓全球变暖措施和方法。
①Li4SiO4可用于富集得到高浓度CO2。原理是:在500℃,低浓度CO2与Li4SiO4接触后生成两种锂盐;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出高浓度CO2,Li4SiO4再生。请写出700℃时反应的化学方程式为:
②固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO2/H2O,既可高效制备合成气(CO+H2),又可实现CO2的减排,其工作原理如图。写出电极c上发生的电极反应式:
(4)催化剂可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图。
在250-300℃过程中影响速率的主要因素是
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【推荐3】是形成PM2.5的重要前驱体,高效脱除日趋成为重要的研究课题。
(1)生物技术在酸性溶液中,利用微生物T。F菌能够实现天然气中的脱除,其原理如图所示。该脱除过程总反应的化学方程式为___________ 。
(2)化学技术利用高温加热法能够在脱除的同时,还获得和,实现资源再生,其反应原理为。
①常压下,将以一定流速通过反应管,分别在无催化剂、作催化剂条件下,反应相同时间,实验测得的转化率与温度的关系如图示。温度高于1100℃后,无论是否使用催化剂,的转化率都几乎相等,其原因是___________ 。
②在作催化剂条件下,保持反应器压强、温度不变,在中按一定的比例掺入惰性气体Ar,能提高热分解反应时的平衡转化率,其原因是___________ 。
(3)光催化技术在紫外光照射下,光催化剂表面的活性位点能将空气中的和转化成具有强氧化性的光生自由基,光生自由基再将已吸附在催化剂活性位点上的快速氧化生成硫酸盐,实现的高效脱除。
①其他条件相同,向装有8g光催化剂的反应舱内通入。调整的不同初始浓度,反应舱内浓度随时间变化关系如图所示。结合光催化技术原理分析,初始浓度较小,其脱除速率较慢的原因是___________ 。
(3分),
②其他条件相同,反应舱内初始浓度为30 mg/m3。调整反应舱内光催化剂的质量,残留率随时间变化关系如图所示。随着光催化剂的质量增加,脱除速率逐渐提高,但提高的程度在逐渐减小,其原因可能是___________ 。(3分)
(1)生物技术在酸性溶液中,利用微生物T。F菌能够实现天然气中的脱除,其原理如图所示。该脱除过程总反应的化学方程式为
(2)化学技术利用高温加热法能够在脱除的同时,还获得和,实现资源再生,其反应原理为。
①常压下,将以一定流速通过反应管,分别在无催化剂、作催化剂条件下,反应相同时间,实验测得的转化率与温度的关系如图示。温度高于1100℃后,无论是否使用催化剂,的转化率都几乎相等,其原因是
②在作催化剂条件下,保持反应器压强、温度不变,在中按一定的比例掺入惰性气体Ar,能提高热分解反应时的平衡转化率,其原因是
(3)光催化技术在紫外光照射下,光催化剂表面的活性位点能将空气中的和转化成具有强氧化性的光生自由基,光生自由基再将已吸附在催化剂活性位点上的快速氧化生成硫酸盐,实现的高效脱除。
①其他条件相同,向装有8g光催化剂的反应舱内通入。调整的不同初始浓度,反应舱内浓度随时间变化关系如图所示。结合光催化技术原理分析,初始浓度较小,其脱除速率较慢的原因是
(3分),
②其他条件相同,反应舱内初始浓度为30 mg/m3。调整反应舱内光催化剂的质量,残留率随时间变化关系如图所示。随着光催化剂的质量增加,脱除速率逐渐提高,但提高的程度在逐渐减小,其原因可能是
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【推荐1】我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。利用反应:,可减少排放,并合成清洁能源。
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
则_______ ;已知反应①的,(k正、k逆为速率常数,与温度、催化剂有关)若平衡后升高温度,则_______ (填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)500℃时,在容积为2L的密闭容器中充入和,发生反应,测得时,反应达到平衡,体系的总压强为,此时。求该温度下反应的平衡常数_______ 。(注:用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)
(3)对于反应,将和以一定的比例在密闭容器中通过两种不同的催化剂(I、Ⅱ)进行反应,相同时间内,的转化率随温度变化曲线如图所示。
①T2温度时使用催化剂Ⅰ,能否便转化率高于a%_______ (填“能”或“不能”)
②催化剂Ⅱ条件下,当温度低于T6℃时,转化率随温度升高而升高的原因可能是_______ 。
(4)利用电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图丙所示:
阴极电极反应式为_______ ,该装置中使用的是_______ (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
则
(2)500℃时,在容积为2L的密闭容器中充入和,发生反应,测得时,反应达到平衡,体系的总压强为,此时。求该温度下反应的平衡常数
(3)对于反应,将和以一定的比例在密闭容器中通过两种不同的催化剂(I、Ⅱ)进行反应,相同时间内,的转化率随温度变化曲线如图所示。
①T2温度时使用催化剂Ⅰ,能否便转化率高于a%
②催化剂Ⅱ条件下,当温度低于T6℃时,转化率随温度升高而升高的原因可能是
(4)利用电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图丙所示:
阴极电极反应式为
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【推荐2】四氧化三锰是电子工业生产锰锌铁氧体软磁材料的重要原料。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有少量FeCO3、Al2O3、MgO和SiO2等杂质)为原料制备高品位四氧化三锰的一种工艺流程如下:已知:①0.01mol/L金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见表中数据:
②Ksp(MgF2)=7.4×10-1l;Ksp(MnF2)=5.6×10-3
回答下列问题:
(1)提高“酸浸”效果的方法有___________ 、___________ (任写两种)。
(2)“氧化1”步骤中,氧化剂a可选用MnO2,发生反应的离子方程式为___________ ,为了检验氧化是否完全可选用的试剂是___________ (写化学式)。
(3)“沉铁铝”步骤中,调节pH的范围为___________ 。
(4)“沉镁”步骤中,沉淀转化反应的平衡常数K值等于___________ 。
(5)“沉锰”步骤中,杂质含量直接影响四氧化三锰的品位,实验测得温度对四氧化三锰中硫酸根含量的影响如图所示。实际生产中综合考虑选择50°C为宜,不选择更高温度的原因是___________ 。(6)“氧化2”步骤中发生反应的化学方程式为___________ 。
金属离子 | Al3+ | Fe3+ | Fe2+ | Mg2+ | Mn2+ |
开始沉淀 | 4.1 | 2.2 | 7.5 | 9.6 | 8.8 |
完全沉淀 | 5.4 | 3.2 | 9.5 | / | / |
回答下列问题:
(1)提高“酸浸”效果的方法有
(2)“氧化1”步骤中,氧化剂a可选用MnO2,发生反应的离子方程式为
(3)“沉铁铝”步骤中,调节pH的范围为
(4)“沉镁”步骤中,沉淀转化反应的平衡常数K值等于
(5)“沉锰”步骤中,杂质含量直接影响四氧化三锰的品位,实验测得温度对四氧化三锰中硫酸根含量的影响如图所示。实际生产中综合考虑选择50°C为宜,不选择更高温度的原因是
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解题方法
【推荐3】CO2和CH4是两种主要的温室气体,以CO2和CH4为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向。回答下列问题:
(1)工业上CO2-CH4催化重整是目前大规模制取合成气(CO和H2混合气)的重要方法,其原理为:
反应I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H1=+206.4 kJ·mol-1
反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41 kJ·mol-1
几种化学键的键能如表所示:
①a=_______ kJ·mol-1。
②反应II中,若逆反应活化能Ea(逆)为124 kJ·mol-1,则Ea(正)为_______ kJ·mol-1。
(2)将等物质的量的CH4(g)和H2O(g)充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应I和反应II,容器内气体的压强随时间的变化如表所示。
①若用单位时间内气体分压(气体分压=气体总压×体积分数)的变化来表示反应速率,则反应I前120min内的平均反应速率v(CH4)=_______ kPa·min-1(结果保留2位小数)。
②300 min时,测得氢气分压为100 kPa,则反应II在该温度下的平衡常数Kp=_______ (Kp为用气体分压表示的平衡常数,结果保留2位小数)。
(3)向2 L容器中充入1 mol CH4和1 mol H2O,若只发生反应I,测得反应在不同压强、不同温度下,平衡混合物中CH4体积分数如图I所示,某温度下逆反应速率与容器中c(CH4)关系如图II所示:
①图I中A、B、C三点对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序为_______ ,p1_______ p2(填“>”“<”或“=”)。
②图II中当x点平衡体系升高至某温度时,反应可重新达平衡状态,新平衡点可能是_______ (填标号)。
(1)工业上CO2-CH4催化重整是目前大规模制取合成气(CO和H2混合气)的重要方法,其原理为:
反应I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H1=+206.4 kJ·mol-1
反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41 kJ·mol-1
几种化学键的键能如表所示:
化学键 | C-H | H-O | H-H | CO |
键能/kJmol-1 | 413 | 467 | 436 | a |
①a=
②反应II中,若逆反应活化能Ea(逆)为124 kJ·mol-1,则Ea(正)为
(2)将等物质的量的CH4(g)和H2O(g)充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应I和反应II,容器内气体的压强随时间的变化如表所示。
时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
压强/kPa | 100 | 118 | 132 | 144 | 154 | 162 | 162 |
①若用单位时间内气体分压(气体分压=气体总压×体积分数)的变化来表示反应速率,则反应I前120min内的平均反应速率v(CH4)=
②300 min时,测得氢气分压为100 kPa,则反应II在该温度下的平衡常数Kp=
(3)向2 L容器中充入1 mol CH4和1 mol H2O,若只发生反应I,测得反应在不同压强、不同温度下,平衡混合物中CH4体积分数如图I所示,某温度下逆反应速率与容器中c(CH4)关系如图II所示:
①图I中A、B、C三点对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序为
②图II中当x点平衡体系升高至某温度时,反应可重新达平衡状态,新平衡点可能是
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