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解题方法
1 . 甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一、反应如下:
反应ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1;
反应ⅱ:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH2=+165kJ·mol-1。
(1)反应ⅲ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的ΔH3=___________ ;若在一定温度下的容积固定的密闭容器中进行该反应,则可以提高CO2转化率的措施为___________ ,下列说法可以证明该反应已达到平衡状态的是___________ (填字母)。
a、v正(CO2)=v正(H2)
b、容器内气体压强不再改变
c、H2的浓度不再改变
d、CO和H2O的浓度之比为1∶1
(2)对于反应ⅰ,向体积为2L的恒容密闭容器中,按=1:1投料。
①若在恒温条件下,反应达到平衡时CH4的转化率为50%,则平衡时容器内的压强与起始压强之比为___________ (最简单整数比)。
②其他条件相同时,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应相同时间,CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点___________ (填“是”或“不是")化学平衡状态,CH4的转化率:c点>b点,原因是___________ 。
(3)某科研小组研究了反应ⅱ的动力学,获得其速率方程v=k·cm(CH4)·c0.5(H2O),k为速率常数(只受温度影响),m为CH4的反应级数。在某温度下进行实验,测得各组分初浓度和反应初速率如下:
CH4的反应级数m=___________ ,当实验2进行到某时刻,测得c(H2O)=0.040mol·L-1,则此时的反应速率v=___________ (已知)。
(4)甲烷水蒸气催化重整制备高纯氢只发生反应ⅰ、反应ⅱ。在恒温、恒压条件下,1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时,CH4(g)的转化率为a,CO2(g)的物质的量为bmol,则反应ⅰ的平衡常数Kx=___________ [写出含有a、b的计算式;对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),Kx=,x为物质的量分数]。
反应ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1;
反应ⅱ:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH2=+165kJ·mol-1。
(1)反应ⅲ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的ΔH3=
a、v正(CO2)=v正(H2)
b、容器内气体压强不再改变
c、H2的浓度不再改变
d、CO和H2O的浓度之比为1∶1
(2)对于反应ⅰ,向体积为2L的恒容密闭容器中,按=1:1投料。
①若在恒温条件下,反应达到平衡时CH4的转化率为50%,则平衡时容器内的压强与起始压强之比为
②其他条件相同时,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应相同时间,CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点
(3)某科研小组研究了反应ⅱ的动力学,获得其速率方程v=k·cm(CH4)·c0.5(H2O),k为速率常数(只受温度影响),m为CH4的反应级数。在某温度下进行实验,测得各组分初浓度和反应初速率如下:
实验序号 | c(H2O)/mol·L-1 | c(CH4)/mol·L-1 | v//mol·L-1·s-1 |
1 | 0.100 | 0.100 | 1.2×10-2 |
2 | 0.100 | 0.200 | 2.4×10-2 |
(4)甲烷水蒸气催化重整制备高纯氢只发生反应ⅰ、反应ⅱ。在恒温、恒压条件下,1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时,CH4(g)的转化率为a,CO2(g)的物质的量为bmol,则反应ⅰ的平衡常数Kx=
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2022-10-11更新
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439次组卷
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5卷引用:江苏省徐州部分学校2023-2024学年高三上学期9月开学考试化学试题