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我國(guó)政府承諾二氧化碳排放在2030年前達(dá)到峰值,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,彰顯作為大國(guó)的擔(dān)當(dāng)和責(zé)任。CH4-CO2催化重整對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義,其反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)ΔH?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)已知:①CH4(g)+2O2(g)?CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-890.3kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)ΔH2=-566kJ?mol-1
③2H2(g)+O2(g)?2H2O(g)ΔH3=-483.6kJ?mol-1
則CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)ΔH=
+159.3
+159.3
kJ?mol-1。
(2)恒容密閉容器中可逆反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是
D
D
(填序號(hào))。
A.單位時(shí)間內(nèi)生成1molCH4的同時(shí)消耗2molCO
B.混合氣體的密度不再改變
C.反應(yīng)速率v(CH4):v(CO2):v(CO):v(H2)=1:1:2:2
D.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變
(3)容器容積為1L,控制CH4和CO2初始投料量分別為2mol和3mol,發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g),甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖甲所示。
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則X代表
溫度
溫度
(填“溫度”或“壓強(qiáng)”);L1
小于
小于
L2(填“大于”或“小于”),并請(qǐng)說(shuō)出理由:
該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),溫度相同時(shí),壓強(qiáng)越大,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小
該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),溫度相同時(shí),壓強(qiáng)越大,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小
;b點(diǎn)反應(yīng)的平衡常數(shù)為
8
8
。
(4)500℃下,將CH4和CO2的混合氣體(投料比為1:1)按一定流速通過(guò)盛有炭催化劑的反應(yīng)器,測(cè)得CH4的轉(zhuǎn)化率受炭催化劑顆粒大小的影響如圖乙所示(注:目數(shù)越大,表示炭催化劑顆粒越?。?。
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由圖乙可知,75min后CH4轉(zhuǎn)化率與炭催化劑目數(shù)的關(guān)系為
目數(shù)越大,甲烷轉(zhuǎn)化率越大
目數(shù)越大,甲烷轉(zhuǎn)化率越大
,原因是
催化劑目數(shù)越大,催化劑的顆粒越小,原料氣與催化劑的接觸越充分
催化劑目數(shù)越大,催化劑的顆粒越小,原料氣與催化劑的接觸越充分
。
(5)①溫度為T(mén)1℃時(shí),CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)K=100。
實(shí)驗(yàn)測(cè)得:v=kc(CH4)?c(CO2),v=kc2(CO)?c2(H2),k、k為速率常數(shù)。T1℃時(shí),k=
100k
100k
(以k表示)。
②當(dāng)溫度改變?yōu)門(mén)2℃時(shí),k=105k,則T2℃時(shí)平衡壓強(qiáng)
T1℃時(shí)平衡壓強(qiáng)(填“>”“<”或“=”),理由是
該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度越大,平衡常數(shù)越大,K(T2)>K(T1),則T2>T1,溫度升高,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,氣體分子數(shù)增多,壓強(qiáng)增大
該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度越大,平衡常數(shù)越大,K(T2)>K(T1),則T2>T1,溫度升高,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,氣體分子數(shù)增多,壓強(qiáng)增大

【答案】+159.3;D;溫度;小于;該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),溫度相同時(shí),壓強(qiáng)越大,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越?。?;目數(shù)越大,甲烷轉(zhuǎn)化率越大;催化劑目數(shù)越大,催化劑的顆粒越小,原料氣與催化劑的接觸越充分;100k;>;該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度越大,平衡常數(shù)越大,K(T2)>K(T1),則T2>T1,溫度升高,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,氣體分子數(shù)增多,壓強(qiáng)增大
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:15引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗詺淙剂蠟榇淼木G色燃料有良好的應(yīng)用前景?;卮鹣铝袉?wèn)題:
    ?菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)在載人航天器中,可以利用CO2與H2反應(yīng)生成H2O,通過(guò)電解水,從而實(shí)現(xiàn)O2的再生。
    ①CO2(g)+4H2(g)═CH4(g)+2H2O(l) ΔH1=-252.9kJ?mol-1
    ②2H2O(l)═2H2(g)+O2(g) ΔH2=+534kJ?mol-1
    甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為
     
    。
    (2)工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣,體系中發(fā)生如下反應(yīng)。
    Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
    Ⅱ.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2kJ?mol-1
    ①下列操作中,能提高反應(yīng)Ⅰ中CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    A.增加CH4(g)用量
    B.恒溫恒壓下通入惰性氣體
    C.移除CO(g)
    D.加入催化劑
    ②在恒溫恒壓下,按水碳比[
    n
    H
    2
    O
    n
    CO
    ]=
    12
    5
    投料,總壓強(qiáng)為1.70MPa,達(dá)到平衡時(shí)CO2、H2和CH4的分壓(某成分分壓=總壓×該成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))如表:
    p(CO2)/MPa 0.30 p(H2)/MPa 0.30 p(CH4)/MPa 0
    則反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)Kc=
     

    (3)水煤氣反應(yīng)Ⅱ需在多個(gè)催化劑反應(yīng)層間進(jìn)行降溫操作以“去除”反應(yīng)過(guò)程中的余熱(如圖1所示),保證反應(yīng)在最適宜溫度附近進(jìn)行。
    ①在催化劑活性溫度范圍內(nèi),圖2中b~c段對(duì)應(yīng)降溫操作的過(guò)程,實(shí)現(xiàn)該過(guò)程的操作方法是
     
    。
    A.噴入冷水(蒸氣)
    B.通過(guò)熱交換器換熱
    C.按原水碳比通入冷的原料氣
    ②若采用噴入冷水(蒸氣)的方式降溫,在圖3中作出CO平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線(xiàn)
     

    發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:19引用:1難度:0.5
  • 2.SO2和NO2是形成酸雨的主要成分,也是大氣的污染物,不能隨意排放到空氣中。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
    (1)已知,常溫下BaSO3的Ksp為5.48×10-7,飽和亞硫酸溶液中c(
    SO
    2
    -
    3
    )=6.3×10-8mol?L-1.有同學(xué)認(rèn)為直接用0.1mol?L-1BaCl2溶液來(lái)吸收SO2即可產(chǎn)生沉淀,請(qǐng)用以上數(shù)據(jù)分析這樣做是否可行
     
    (填“可行”或“不可行”)
    (2)已知:
    2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H1=-196.6kJ?mol-1
    2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H2=-113.0kJ?mol-1。
    則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)的△H=
     
    kJ?mol-1
    (3)在一定條件下,NO2和SO2在一體積為2L的密閉容器中反應(yīng),開(kāi)始充入2molNO2和3molSO2,2min后達(dá)到平衡,此時(shí)生成SO3的質(zhì)量為96g,則此時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為
     
    ,該溫度下的平衡常數(shù)K=
     
    。
    (4)能說(shuō)明反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)達(dá)到平衡的是
     
    。
    A.混合氣體的總質(zhì)量不再變化
    B.混合氣體的密度不再變化
    C.混合氣體的顏色不再變化
    D.各物質(zhì)的濃度不再變化
    (5)采用電化學(xué)方法運(yùn)用火力發(fā)電排放出的SO2制取硫酸已成現(xiàn)實(shí)。菁優(yōu)網(wǎng)
    ①原電池法:某化學(xué)小組利用原電池原理,用SO2和O2來(lái)制備硫酸,裝置如圖1,電極為多孔材料,能吸附氣體,同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。溶液中H+的移動(dòng)方向由
     
    (用A、B表示),B電極的電極反應(yīng)式為
     
    。
    ②電解法:該小組用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后電解NaHSO3溶液制得了硫酸,原理如圖2所示。寫(xiě)出開(kāi)始電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式
     

    發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:4引用:1難度:0.5
  • 3.低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式,低碳經(jīng)濟(jì)的概念在中國(guó)正迅速?gòu)母叨烁拍钛葑兂扇鐣?huì)的行為,在新能源汽車(chē)、工業(yè)節(jié)能等多個(gè)領(lǐng)域都大有作為。請(qǐng)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識(shí)研究碳及其化合物的性質(zhì)
    (1)實(shí)驗(yàn)室里常用NaOH溶液吸收CO2,若用100mL 3mol?L-1的NaOH溶液吸收4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)CO2,完全吸收反應(yīng)后,所得溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?!--BA-->
     

    (2)工業(yè)上可利用CO或CO2來(lái)制備清潔液體燃料甲醇。已知:800℃時(shí),化學(xué)反應(yīng)①、反應(yīng)②對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為2.5、1.0
    反應(yīng)①:2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ?mol-1
    反應(yīng)②:H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)△H=+41.2kJ?mol-1
    寫(xiě)出用CO2與H2反應(yīng)制備甲醇的熱化學(xué)方程式
     
    ,800℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K的數(shù)值為
     

    (3)利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2,紫外線(xiàn)照射時(shí),在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖1所示,在0-15h內(nèi),對(duì)反應(yīng)催化效果最好的催化劑是
     
    (填序號(hào))
    (4)一定溫度下,在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)②,已知c(CO)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線(xiàn)a如圖2所示,在t1時(shí)刻改變一個(gè)條件,曲線(xiàn)a變?yōu)閎,則改變的條件是
     
    ,若在t1時(shí)刻,將容器體積3L快速壓縮至2L,在圖上畫(huà)出變化曲線(xiàn)
    (5)鋇及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用,在地殼中常以硫酸鹽的形式存在,BaSO4是難溶性鹽。工業(yè)上提取鋇時(shí)首先用Na2CO3溶液將BaSO4轉(zhuǎn)化成難溶弱酸鹽(BaCO3).請(qǐng)寫(xiě)出將BaSO4轉(zhuǎn)化成BaCO3的離子方程式
     
    該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
     
    (填具體數(shù)字),已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2?L-2,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9mol2?L-2
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    發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:9引用:1難度:0.5
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