2022年北京冬奧會首次采用氫能作為火炬燃料,體現綠色奧運理念。工業上利用天然氣制備氫氣,還能得到乙烯、乙炔等化工產品,有關反應原理如下:有關反應原理如下:
反應1:2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH1
反應2:2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g)ΔH2
請回答下列問題:
(1)已知幾種物質的燃燒熱(ΔH)數據如下:
物質 | CH4 | C2H2 | C2H4 | H2 |
燃燒熱 | -890.3 | -1299.5 | -1411.0 | -285.8 |
C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1299.5kJ?mol-1
5
2
C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1299.5kJ?mol-1
。5
2
②上述反應中,ΔH1-ΔH2=
+174.3
+174.3
kJ?mol-1。③已知反應1的ΔS=+220.2J?mol-1?K-1,則下列所給溫度能使該反應自發進行的是
D
D
(填標號)。A.0℃
B.25℃
C.1250℃
D.2000℃
(2)在恒溫恒容密閉容器中充入適量CH4發生上述反應1和反應2。下列情況不能說明上述反應達到平衡狀態的是
B
B
(填字母)。A.氣體總壓強不隨時間變化
B.氣體密度不隨時間變化
C.氣體平均摩爾質量不隨時間變化
D.H2體積分數不隨時間變化
(3)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)的速率方程為v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H2)?c3(H2)(k正、k逆為正、逆反應速率常數,與溫度有關)。其他條件相同,T1℃達到平衡時k正=1.5k逆,T2℃達到平衡時k正=3.0k逆。由此推知,T1
<
<
T2(填“>”“<”或“=”)。(4)一定溫度下,在總壓強保持恒定為121kPa時,向某密閉容器中充入CH4和N2組成的混合氣體(N2不參與反應),測得CH4的平衡轉化率與通入氣體中CH4的物質的量分數的關系如圖所示。

①圖中隨著通入氣體中CH4的物質的量分數的增大,甲烷的平衡轉化率降低的主要原因是
溫度不變,化學平衡常數不變,隨著反應物甲烷體積分數的增加,反應體系總壓強增大,化學平衡向氣體體積減小的逆反應方向移動,導致甲烷的平衡轉化率降低
溫度不變,化學平衡常數不變,隨著反應物甲烷體積分數的增加,反應體系總壓強增大,化學平衡向氣體體積減小的逆反應方向移動,導致甲烷的平衡轉化率降低
。②已知M點乙炔的選擇性為75%[乙炔的選擇性=
n
(
C
2
H
2
)
n
(
C
2
H
2
)
+
n
(
C
2
H
4
)
2.52
2.52
kPa(結果保留2位有效數字,Kp是以分壓表示的平衡常數,分壓=總壓x物質的量分數)。【答案】C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1299.5kJ?mol-1;+174.3;D;B;<;溫度不變,化學平衡常數不變,隨著反應物甲烷體積分數的增加,反應體系總壓強增大,化學平衡向氣體體積減小的逆反應方向移動,導致甲烷的平衡轉化率降低;2.52
5
2
【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:16引用:1難度:0.4
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(2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉化率為
(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數值lgp與溫度的關系如圖所示。
①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發生反應2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
(4)工業上,以KNH2和液氨為電解質,以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為發布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( )
A.容器中 D 的物質的量至少為 0.45 mol B.A 的平均反應速率是 0.010 mol?L-1?s-1 C.容器中 A、B、C、D 的物質的量之比一定是 4:5:4:6 D.容器中 A 的物質的量一定增加了 0.30 mol 發布:2024/12/30 19:30:2組卷:67引用:6難度:0.6 -
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(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應速率v(B)=
(3)x的值為發布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3