题目
题型:不详难度:来源:
反应过程 | 化学方程式 | 焓变△H (kJ/mol) | 活化能Ea (kJ/mol) |
甲烷氧化 | CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) | -802.6 | 125.6 |
CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) | -322.0 | 172.5 | |
蒸汽重整 | CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) | 206.2 | 240.1 |
CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) | 165.0 | 243.9 |
(1)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△H= kJ/mol。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的KP= ;
随着温度的升高,该平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量阶段分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于 。
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是 。
A.600℃,0.9Mpa B.700℃,0.9MPa C.800℃,1.5Mpa D.1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始即时)
的变化趋势示意图:
(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是 。
答案
(1)-41.2
(2)小于
(3)
增大
(4)系统内强放热的甲烷氧化反应为强吸热的蒸汽重整反应提供了所需的能量(其他合理答案均可)
(5)①B
②
(6)甲烷氧化程度过高,氢气和氧气反应(其他合理答案均可)
解析
【考点定位】本题考查盖斯定律、化学平衡和图表分析能力。
核心考点
试题【[15分]甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:反应过程化学方程式焓变△H(kJ/m】;主要考察你对反应速率与平衡的有关计算等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.达到化学平衡时,若升高温度,则正反应速率减小,逆反应速率增大 |
B.若单位时间内消耗x mol N2,同时生成2x mol NH3,则反应达到平衡状态 |
C.达到平衡后,将容器体积减小为原来的一半,重新达到平衡后,c(NH3)变为原平衡时的2倍 |
D.若达到平衡时,共放出46.2kJ热量,则有l mo1NH3(g)生成 |
工业上以氨气为原料制备硝酸的过程如图1所示:
某课外小组模拟上述部分过程设计了如图2所示实验装置制备硝酸(所有橡胶制品均已被保护)
(1)工业上用氨气制取NO的化学方程式是 ;
(2)连接好装置后,首先进行的操作是 ;
(3)通入a气体的目的是 ;
(4)盛有Na2CO3溶液的烧杯为尾气处理装置,该装置中发生反应的化学方程式是 。
(5)已知:温度低于21.15℃时,NO2几乎全部转变为N2O4,工业上可用N2O4与水反应来提高硝酸产率,N2O4与a气体在冷水中生成硝酸的化学方程式是 ;
(6)一定条件下,某密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.500mol/L,c(N2O4)=0.125mol/L.则2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K= ,若NO2起始浓度为2mol/L,相同条件下,NO2的最大转化率为 。
温度/℃ | 400 | 500 | 850 |
平衡常数 | 9.94 | 9 | 1 |
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为 ,该反应的Q 0。
(2)850℃时在体积为10L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g),发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如图所示,则0~4min时平均反应速率v(CO)= 。
(3)若在500 ℃时进行,且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020mol/L,该条件下,CO的最大转化率为 。
(4)若在850℃时进行,设起始时CO和H2O(g)共为1mol,其中水蒸气的体积分数为x平衡时CO的转化率为y,试推导y随x变化的函数关系式为 。
(5)某电化学装置可实现2CO2=2CO+O2的转化,使CO重复使用。已知该反应的阳极应为4OH--4e-=2H2O+O2,则阴极反应式为 。
(6)有人提出可以设计反应2CO=2C+O2(ΔH>0)来消除CO的污染,请判断上述反应能否发生 (填“可能”或“不可能”),理由是 。
(1)甲图是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(CO)=__________________。
(2)乙图表示该反应进行过程中能量的变化。曲线b下的反应条件为 。该反应的焓变是________(填“ΔH<0”或“ΔH>0”),写出反应的热化学方程式 ;选择适宜的催化剂______(填“能”或“不能”)改变该反应的反应热。
(3)该反应平衡常数K的表达式为______________________,温度升高,平衡常数K________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)恒容条件下,下列措施中能使增大的有____________。
a.降低温度 b.充入He气
c.再充入1molCO和2molH2 d.使用催化剂
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