我國力爭2060年前實現碳中和。CH,與CO2催化重整是實現碳中和的熱點研究課題。該催化重整反應體系主要涉及以下反應:
反應Ⅰ:主反應CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)ΔH1Kp1
反應Ⅱ:副反應CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2Kp2
反應Ⅲ:積碳反應2CO(g)?CO2(g)+C(s)ΔH3Kp3
反應Ⅳ:積碳反應CH4(g)?C(s)+2H2(g)ΔH4Kp4
(1)已知H2(g)、CO(g)的燃燒熱ΔH分別為-285.8kJ?mol-1、-283.01kJ?mol-1,H2O(l)═H2O(g)ΔH5=+44kJ?mol-1,則反應Ⅱ的ΔH2=+41.2+41.2kJ?mol-1。
(2)下列關于該重整反應體系的說法正確的是 ACAC。
A.在投料時適當增大n(CO2)n(CH4)的值,有利于減少積碳
B.在一定條件下建立平衡后,移去部分積碳,反應Ⅲ和反應Ⅳ平衡均向右移
C.隨著投料比n(CO2)n(CH4)的增大,達到平衡時CH4的轉化率增大
D.降低反應溫度,反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的正反應速率減小,逆反應速率增大;反應Ⅲ的正反應速率增大,逆反應速率減小
(3)對于反應Ⅰ:主反應CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)在pMPa時,將CO2和CH4按物質的量之比為1:1充入密閉容器中,分別在無催化劑及ZrO2催化下反應相同時間,測得CO2的轉化率與溫度的關系如圖所示:

①a點CO2轉化率相等的原因是 溫度較高,催化劑失活溫度較高,催化劑失活。
②在pMPa、900℃、ZrO2催化條件下,將CO2、CH4、H2O按物質的量之比為1:1:n充入催化劑密閉容器,CO2的平衡轉化率α大于50%,解釋說明原因 水蒸氣不參與反應,相當于減壓,平衡向氣體體積增大的方向進行,CO2的平衡轉化率增大水蒸氣不參與反應,相當于減壓,平衡向氣體體積增大的方向進行,CO2的平衡轉化率增大,此時平衡常數。Kp=16P2α4(2+2α+n)2(1-α)216P2α4(2+2α+n)2(1-α)2(以分壓表示,分壓=總壓×物質的量分數:寫出含α、n、p的計算表達式)。
(4)以NaCl飽和溶液為電解質溶液,利用如圖所示的裝置將CO2轉化為燃料CO。則電極Ⅱ接電源的 正正極,陰極上電極反應式為 CO2+2e-+2H+=CO+H2OCO2+2e-+2H+=CO+H2O。

n
(
C
O
2
)
n
(
C
H
4
)
n
(
C
O
2
)
n
(
C
H
4
)
16
P
2
α
4
(
2
+
2
α
+
n
)
2
(
1
-
α
)
2
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P
2
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4
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2
α
+
n
)
2
(
1
-
α
)
2
【答案】+41.2;AC;溫度較高,催化劑失活;水蒸氣不參與反應,相當于減壓,平衡向氣體體積增大的方向進行,CO2的平衡轉化率增大;;正;CO2+2e-+2H+=CO+H2O
16
P
2
α
4
(
2
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2
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n
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【解答】
【點評】
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發布:2024/9/12 2:0:8組卷:8難度:0.4
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1.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
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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( ?。?/h2>
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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(2)B的平均反應速率v(B)=
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