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1 . 将CH4和CO2重整转化为合成气一直是减少温室气体排放的研究方向之一,涉及如下反应:
主反应:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)
积碳反应:CH4(g)⇌C(s)+2H2(g) =+75 kJ/mol
回答问题(1)~(3):
(1)已知:2CO(g)⇌CO2(g)+C(s) =-172 kJ/mol, 则=_______ kJ/mol
(2)恒温恒容密闭容器中仅发生主反应,能说明反应达到平衡状态的是________.(填标号)
(3)在体积为5L恒容密闭容器中充入2.0mol CH4和4.0molCO2,500℃下仅发生主反应,CH4、CO2的物质的量随时间变化如下表所示:
①CO2在 0~30 min 内的平均反应速率v(CO2)= ___________ 。
②主反应的平衡常数表达式为_____________ 。
③若在60min 时再充入2.0 mol CH4,达到新平衡后CH4的转化率减小,此时平衡常数K_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)
④ 若相同条件下改为充入4.0 mol CH4和 8.0 mol CO2反应,平衡后CH4的转化率______ 90%(填“<”、“=”或“>”)。
(4)CO2催化加H2可以制备CH4,保持反应气中CO2与 H2的体积比为 1∶4,以40 mL·min-1的流速通过催化剂,甲烷化过程中,含碳产物CH4的物质的量百分数(Y)及CO2的转化率随温度的变化如图所示。320℃时CO2反应速率为__________ mL·min-1。
主反应:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)
积碳反应:CH4(g)⇌C(s)+2H2(g) =+75 kJ/mol
回答问题(1)~(3):
(1)已知:2CO(g)⇌CO2(g)+C(s) =-172 kJ/mol, 则=
(2)恒温恒容密闭容器中仅发生主反应,能说明反应达到平衡状态的是________.(填标号)
A.容器内的压强不再变化 | B.c (CH4):c(CO2): c (CO): c (H2)=1:1:2:2 |
C.混合气体的密度不再变化 | D.断开4molC-H键同时断开2molH-H键 |
时间/min 反应物 | 0 | 15 | 30 | 45 | 60 | 75 |
n(CH4)/mol | 2.0 | 1.3 | 0.8 | 0.4 | 0.2 | 0.2 |
n(CO2)/mol | 4.0 | 3.3 | 2.8 | 2.4 | 2.2 | 2.2 |
②主反应的平衡常数表达式为
③若在60min 时再充入2.0 mol CH4,达到新平衡后CH4的转化率减小,此时平衡常数K
④ 若相同条件下改为充入4.0 mol CH4和 8.0 mol CO2反应,平衡后CH4的转化率
(4)CO2催化加H2可以制备CH4,保持反应气中CO2与 H2的体积比为 1∶4,以40 mL·min-1的流速通过催化剂,甲烷化过程中,含碳产物CH4的物质的量百分数(Y)及CO2的转化率随温度的变化如图所示。320℃时CO2反应速率为
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2022-11-27更新
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173次组卷
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2卷引用:广东省佛山市南海区2022-2023学年高二上学期学业水平测试化学试题