【題目】CH4—CO2催化重整不僅可以得到合成氣(COH2),還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義;卮鹣铝袉栴}:

1CH4—CO2催化重整反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。

已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g)ΔH=75kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=394kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=111kJ·mol-1

該催化重整反應(yīng)的ΔH=__kJ·mol-1。有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是___(填標(biāo)號(hào))。

A.高溫低壓 B.低溫高壓 C.高溫高壓 D.低溫低壓

某溫度下,在體積為2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50%,其平衡常數(shù)為___mol2·L-2。

2)反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低,同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

①由上表判斷,催化劑X__Y(優(yōu)于劣于”),理由是___。

在反應(yīng)進(jìn)料氣組成、壓強(qiáng)及反應(yīng)時(shí)間相同的情況下,某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。升高溫度時(shí),下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是__(填標(biāo)號(hào))。

AK、K均增加

Bv減小、v增加

CK減小、K增加

Dv增加的倍數(shù)比v增加的倍數(shù)大

②在一定溫度下,測(cè)得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為vk·p(CH4)·[p(CO2)]0.5(k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時(shí),不同p(CO2)下積碳量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖所示,則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序?yàn)?/span>___。

【答案】247 A 劣于 相對(duì)于催化劑X,催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大,積碳反應(yīng)的速率小;而消碳反應(yīng)活化能相對(duì)小,消碳反應(yīng)速率大 AD pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)

【解析】

1)將題給三個(gè)反應(yīng)依次編號(hào)為①、②、③:

C(s)2H2(g)=CH4(g)ΔH=-75kJ·mol1

C(s)O2(g)=CO2(g)ΔH=-394kJ·mol1

C(s)O2(g)=CO(g)ΔH=-111kJ·mol1

根據(jù)蓋斯定律,由③×2-①-②可得

CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)ΔH247kJ·mol1;根據(jù)平衡移動(dòng)的影響因素,該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個(gè)吸熱、氣體體積增大的反應(yīng),所以高溫低壓有利于反應(yīng)正向移動(dòng);該反應(yīng)三段式為:

;

2)①積碳反應(yīng)中,由于催化劑X的活化能比催化劑Y的活化能要小,所以催化劑X更有利于積碳反應(yīng)的進(jìn)行;而消碳反應(yīng)中,催化劑X的活化能大于催化劑Y,所以催化劑Y更有利于消碳反應(yīng)的進(jìn)行,綜合分析,催化劑X劣于催化劑Y;由表格可知積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)都是吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡右移,K、K均增加,反應(yīng)速率均增大,從圖像上可知,隨著溫度的升高,催化劑表面的積碳量是減小的,所以v增加的倍數(shù)要比v增加的倍數(shù)大;

②由速率方程表達(dá)式vk·p(CH4)·[p(CO2)]0.5可知,vp(CO2)成反比例關(guān)系,p(CO2)越大,反應(yīng)速率越小,所以pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】材料是經(jīng)濟(jì)和生態(tài)文明建設(shè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。

①生產(chǎn)硅酸鹽水泥和普通玻璃都需用到的共同原料是___。

②橡膠是制造輪胎的重要原料,橡膠屬于___(填字母)。

A.金屬材料 B.無機(jī)非金屬材料 C.有機(jī)高分子材料

③鋼鐵制品在潮濕的空氣中能發(fā)生__腐蝕.發(fā)生該腐蝕時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為__。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】化合物N廣泛應(yīng)用于高分子材料、香料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、防腐劑等行業(yè),可通過如圖轉(zhuǎn)化得到(用鍵線式表示該轉(zhuǎn)化)。下列說法錯(cuò)誤的是(

A.M→N發(fā)生氧化反應(yīng)

B.MN互為同系物

C.苯環(huán)上所連基團(tuán)的種類和數(shù)目與N相同的結(jié)構(gòu)還有5(不考慮立體異構(gòu))

D.N中最多可能有15個(gè)原子共平面

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】乙二酸俗稱草酸,為二元酸(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOOCCOOH,可簡(jiǎn)寫為H2C2O4)。25℃時(shí),草酸的電離平衡常數(shù)K15.0×102,K25.4×105;碳酸的電離平衡常數(shù)K14.5×107,K24.7×1011。草酸鈣的Ksp4.0×108,碳酸鈣的Ksp2.5×109。回答下列問題:

1)寫出水溶液中草酸的電離方程式:________________________________。

225℃,物質(zhì)的量濃度都為0.1 mol/LNa2C2O4溶液的pHNa2CO3溶液pH______________________(填”“相等)。

3)常溫下將0.2 mol/LKOH溶液10 mL0.2 mol/L的草酸溶液10 mL混合,若混合溶液顯酸性,則該溶液中所有離子濃度由大到小的順序:____________________。

425℃時(shí)向20 mL碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入1.0×103mol/L的草酸鉀溶液20 mL,能否產(chǎn)生沉淀?________________(填)。

5)除去鍋爐水垢中的CaSO4可先用碳酸鈉溶液處理,而后用鹽酸溶解,其反應(yīng)的離子方程式:______________________________;________________________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列溶液中有關(guān)微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是(

A.等物質(zhì)的量濃度等體積的NH4HSO4NaOH溶液混合:cNa+=cSO42-)>cNH4+)>cOH-)>cH+

B.常溫下,將CH3COONa溶液和稀鹽酸混合至溶液pH=7cNa+)>(CH3COO-)>cCl-)>cCH3COOH)>cH+=cOH-

C.常溫下,pH=6NaHSO3溶液中:cSO32-)﹣cH2SO3=9.9×10-7molL-1

D.物質(zhì)的量濃度之比為12NaClO、NaHCO3混合溶液中:cHClO+cClO-=2cHCO3-+2cH2CO3+2cCO32-

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用下列裝置進(jìn)行乙醇催化氧化的實(shí)驗(yàn)。

1)實(shí)驗(yàn)過程中銅網(wǎng)出現(xiàn)紅色和黑色交替的現(xiàn)象,請(qǐng)寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式:______________________________________________。

在不斷鼓入空氣的情況下,熄滅酒精燈,反應(yīng)仍能繼續(xù)進(jìn)行,說明該乙醇氧化反應(yīng)是________反應(yīng)。

(2)甲和乙兩個(gè)水浴作用不相同。

甲的作用是__________________________;乙的作用是__________________________。

3)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后,干燥試管a中能收集到不同的物質(zhì),它們是________________。集氣瓶中收集到的氣體的主要成分是__________________________。

4)若試管a中收集到的液體用紫色石蕊試紙檢驗(yàn),試紙顯紅色,說明液體中還含有__________。要除去該物質(zhì),可先在混合液中加入________________(填寫字母)。

a.氯化鈉溶液 b.

c.碳酸氫鈉溶液 d.四氯化碳

然后,再通過________________(填實(shí)驗(yàn)操作名稱)即可除去。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是(  )

A. 烷烴的通式為CnH2n2,隨n值增大,碳元素的質(zhì)量百分含量逐漸減小

B. 乙烯與溴加成反應(yīng)的產(chǎn)物為溴乙烷

C. 1 mol苯恰好與3 mol氫氣完全加成,說明苯分子中有三個(gè)碳碳雙鍵

D. 當(dāng)n7,主鏈上有5個(gè)碳原子的烷烴共有5

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)如圖所示,若C為濃硝酸,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B電極材料為Fe ,A電極材料為Cu,則B電極的電極反應(yīng)式為___________A電極的電極反應(yīng)式為_______;反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液CpH___ (填“升高”“降低”或“基本不變”)。

(2)我國首創(chuàng)以鋁空氣海水電池作為能源的新型的海水標(biāo)志燈,以海水為電解質(zhì)溶液,靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流,只要把燈放入海水?dāng)?shù)分鐘,就會(huì)發(fā)出耀眼的白光。則電源的負(fù)極材料是____,負(fù)極反應(yīng)為___________;正極反應(yīng)為_____________________________

(3)熔鹽電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視,可用Li2CO3Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為負(fù)極燃?xì),空氣與CO2的混合氣為正極助燃?xì),制得?/span>650 ℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)電池反應(yīng)式。負(fù)極反應(yīng)式為2CO2CO32-4e=4CO2,正極反應(yīng)式為___________,電池總反應(yīng)式為_______。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在容積為1 L的密閉容器中,加入5 mol A物質(zhì),在一定條件下同時(shí)發(fā)生下列兩個(gè)反應(yīng):

(1)2A(g) 2B(g)C(g); (2)A(g) C(g)D(g)。

當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(A)2.5 mol·L1(表示該物質(zhì)濃度,下同),c(C)2.0 mol·L1。則下列說法中正確的是(  )

A.達(dá)到平衡時(shí)A的總轉(zhuǎn)化率為40%B.達(dá)到平衡時(shí)c(B)1.0 mol·L1

C.達(dá)到平衡時(shí)c(B)2c(D)D.達(dá)到平衡時(shí)c(D)2c(B)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案