二氧化碳加氫制甲醇和甲烷重整對碳資源利用具有重要的戰(zhàn)略意義。回答下列問題：
Ⅰ.CO2加氫選擇合成甲醇的主要反應(yīng)如下：
①CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1（298K）
②CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2（298K）
③CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）ΔH3（298K）
?
（1）在一定溫度下，由最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol某物質(zhì)的焓變叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，如表為298K時(shí)幾種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓（ΔfHmθ）。
| 物質(zhì) | H2（g） | O2（g） | CO（g） | CO2（g） | H2O（g） | CH3OH（g） |
| ΔfHmθ（kJ?mol-1） | 0 | 0 | -110.5 | -393.5 | -241.8 | -201.2 |
低溫
低溫
（填“高溫”或“低溫”），ΔH2（298K）=+41.2
+41.2
kJ?mol-1，有利于提高甲醇平衡產(chǎn)率的措施有 降低溫度、增大壓強(qiáng)或及時(shí)分離出產(chǎn)物水
降低溫度、增大壓強(qiáng)或及時(shí)分離出產(chǎn)物水
（至少回答2條）。（2）反應(yīng)②的反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正c（CO2）c（H2）-k逆cm （CO）cn （H2O），其中k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
k
正
k
逆
1
1
，升高溫度時(shí)lgk正-lgk逆增大
增大
（填“增大”、“減小”或“不變”）。Ⅱ.甲烷重整工藝主要包括甲烷水蒸氣重整制氫、甲烷部分氧化重整制氫、甲烷二氧化碳重整制氫、甲烷三重整制氫等。
（3）甲烷三重整制氫的逆反應(yīng)3H2（g）+CO（g）?CH4（g）+H2O（g）。若將H2與CO按物質(zhì)的量之比3：1加入反應(yīng)裝置，在不同條件下達(dá)到平衡時(shí)甲烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x（CH4），在t=250℃條件下x（CH4）與p的關(guān)系、在p=5×105Pa條件下x（CH4）與t的關(guān)系如圖a所示。當(dāng)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為
6
53
220℃、3×105Pa或280℃、9×105Pa
220℃、3×105Pa或280℃、9×105Pa
；圖a中能表示相同狀態(tài)下、相同平衡狀態(tài)的點(diǎn)是 BC
BC
。210℃時(shí)，甲烷三重整制氫反應(yīng)的在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ=108
108
[已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對于反應(yīng)dD（g）+eE（g）?gG（g）+hH（g），Kθ=（
P
G
P
θ
）
g
?
（
P
H
P
θ
）
h
（
P
D
P
θ
）
d
?
（
P
E
P
θ
）
e
與部分原料氣發(fā)生氧化反應(yīng)，為甲烷進(jìn)一步反應(yīng)提供能量
與部分原料氣發(fā)生氧化反應(yīng)，為甲烷進(jìn)一步反應(yīng)提供能量
。（4）同時(shí)進(jìn)行甲烷與二氧化碳的重整反應(yīng)制備合成氣是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，反應(yīng)為④CH4+CO2═2CO+2H2，該反應(yīng)的Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖b所示，已知Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式Rlnk=-
E
a
T
y
1
-
y
2
x
2
-
x
1
y
1
-
y
2
x
2
-
x
1
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；化學(xué)平衡的影響因素．
【答案】低溫；+41.2；降低溫度、增大壓強(qiáng)或及時(shí)分離出產(chǎn)物水；1；增大；220℃、3×105Pa或280℃、9×105Pa；BC；108；與部分原料氣發(fā)生氧化反應(yīng)，為甲烷進(jìn)一步反應(yīng)提供能量；
y
1
-
y
2
x
2
-
x
1
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/8/29 4:0:8組卷：39引用：1難度：0.4
相似題
-
1．氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時(shí)，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達(dá)到平衡時(shí)，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為，一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時(shí)A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3
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