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CH4既是重要的清潔能源也是一種重要的化工原料。以CO2、H2為原料合成CH4涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)△H1
Ⅱ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ/mol
常溫常壓下,H2(g)和CH4(g)的摩爾燃燒焓分別為-285.8kJ/mol和-890.3kJ/mol;H2O(l)=H2O(g)△H3=+44.0kJ?mol-1
(1)△H1=
-164.9
-164.9
kJ/mol。
(2)一定條件下,向恒容密閉容器中通入1mol CO2和3mol H2發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時,容器中CH4(g)為amol,H2O(g)為bmol,則反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)為
b
b
-
2
a
1
+
a
-
b
3
-
2
a
-
b
b
b
-
2
a
1
+
a
-
b
3
-
2
a
-
b
。(用含a、b的代數(shù)式表示)
(3)n(H2):n(CO2)=4:1的混合氣體充入反應(yīng)器中,當(dāng)氣體總壓強(qiáng)為0.1MPa,平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖所示。

v~c(CO2)200~550℃時,CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大的原因是
△H1<0,△H2>0,溫度升高時,反應(yīng)Ⅰ向左移動使CO2增加的量比反應(yīng)Ⅱ向右移動使CO2減少的量多
△H1<0,△H2>0,溫度升高時,反應(yīng)Ⅰ向左移動使CO2增加的量比反應(yīng)Ⅱ向右移動使CO2減少的量多
。反應(yīng)器中應(yīng)選擇適宜的溫度是
200℃
200℃

(4)為探究CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)的反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系,起始時,向恒容密閉容器中通入濃度均為1.0mol/L CO2與H2。平衡時,根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)繪制出兩條反應(yīng)速率-濃度關(guān)系曲線:v=c(CO2)和v=c(H2O)。

則與曲線v=c(CO2)相對應(yīng)的是圖中曲線
(填“甲”或“乙”);該反應(yīng)達(dá)到平衡后,某一時刻降低溫度,重新達(dá)到平衡,平衡常數(shù)
增大
增大
(填“增大”或“減小”),則此時曲線甲對應(yīng)的平衡點可能為
D
D
(填字母,下同),曲線乙對應(yīng)的平衡點可能為
M
M
。

【答案】-164.9;
b
b
-
2
a
1
+
a
-
b
3
-
2
a
-
b
;△H1<0,△H2>0,溫度升高時,反應(yīng)Ⅰ向左移動使CO2增加的量比反應(yīng)Ⅱ向右移動使CO2減少的量多;200℃;乙;增大;D;M
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:9引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.德國化學(xué)家哈伯(F.Haber)從1902年開始研究由氮氣和氫氣直接合成氨。工業(yè)合成氨為解決世界的糧食問題做出了重要貢獻(xiàn),其原理為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=-92.4kJ?mol-1。若已知H-H鍵的鍵能為436.0kJ?mol-1,N-H的鍵能為390.8kJ?mol-1,則N≡N的鍵能約為
     
    kJ?mol-1。

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:0引用:3難度:0.7
  • 2.已知:
    化學(xué)鍵 C-H C-C C=C H-H
    鍵能/kJ?mol ̄1 412 348 612 436
    則乙苯催化脫氫制苯乙烯:的反應(yīng)熱為( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 18:0:1組卷:19引用:2難度:0.9
  • 3.氫氣是一種清潔能源,也是一種重要的工業(yè)原料.
    (1)氫氣既能與氮氣又能與氧氣發(fā)生反應(yīng),但是反應(yīng)的條件卻不相同.
    已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O (g)ΔH=-483.6kJ/mol
    3H2 (g)+N2(g)?2NH3(g)ΔH=-92.4kJ/mol
    計算斷裂1mol N≡N鍵需要能量
     
    kJ,氮氣分子中化學(xué)鍵比氧氣分子中的化學(xué)鍵鍵
     
    (填“強(qiáng)”或“弱”),因此氫氣與二者反應(yīng)的條件不同.
    (2)氫氣是工業(yè)合成氨的原料氣,而氨氣可用于合成硝酸.已知:N2(g)+O2(g)=2NO (g)ΔH=+180.8kJ/mol,寫出氨氣與氧氣反應(yīng)生成一氧化氮和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式
     

    (3)據(jù)報道,科學(xué)家在實驗室已研制出在燃料電池的反應(yīng)容器中,利用特殊電極材料以H2
    和O2為原料制取過氧化氫的新工藝.原理如圖2所示.請寫出甲電極的電極反應(yīng)式
     

    發(fā)布:2024/12/30 14:30:1組卷:9引用:3難度:0.1
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