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          CH4和CO2一樣是主要的溫室氣體,且性質穩定,但CH4的溫室效應約為相同質量CO2的120倍,在1000℃以上CH4會完全分解為炭黑。研究如何轉化CO2和CH4對減少溫室氣體的排放,改善大氣環境具有重要的意義。
          (1)573 K時,CO2能與H2在催化劑下轉化生成CH3OH。已知:
          ⅰ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H=+41.2 kJ?mol-1
          ⅱ.CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-90.4 kJ?mol-1
          請寫出CO2與H2反應生成CH3OH(g)的熱化學方程式
          CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.2kJ/mol
          CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.2kJ/mol

          (2)用Ni作催化劑,在一定的溫度和壓強下,CO2與CH4發生反應:CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H=+274.3 kJ?mol-1。下列反應條件有利于提高CH4平衡轉化率的是
          AC
          AC
          (填正確答案標號)。
          A.適當升高溫度
          B.降溫同時加壓
          C.增大CO2的量
          D.選擇更合適的催化劑
          (3)某化學實驗小組將1 mol CH4與1 mol CO2充入1 L的恒容密閉容器中,使其發生反應CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g),測得CH4和CO2的平衡轉化率隨溫度變化的關系如圖所示。
          ①在923K時,CH4、CO2的轉化率分別為
          60%
          60%
          70%
          70%
          ,1200 K時,CH4和CO2的轉化率之比為
          1:1
          1:1

          ②1200K之前CO2的平衡轉化率大于CH4可能的原因是
          CO2會與生成的H2反應,所以轉化率更高
          CO2會與生成的H2反應,所以轉化率更高

          ③923K時,該反應在10min達到平衡,則0~10min內CH4的平均反應速率為
          0.06
          0.06
          mol?L-1?min-1
          (4)2014年我國科學家成功實現甲烷在無氧條件下選擇活化,一步高效生產乙烯、芳烴和氫氣等高值化學品。某化學研究室將2mol CH4充入1 L的密閉容器中,在單中心鐵的催化作用下,CH4主要轉化為C2H4,同時還有C6H6(g)、H2生成,反應達到平衡時測得n(C2H4)=0.6 mol、C6H6(g)=0.05 mol,則反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g)的平衡常數K=
          6.5
          6.5
          (計算結果保留一位小數)。

          【答案】CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.2kJ/mol;AC;60%;70%;1:1;CO2會與生成的H2反應,所以轉化率更高;0.06;6.5
          【解答】
          【點評】
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          發布:2024/4/20 14:35:0組卷:6引用:1難度:0.5
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            發布:2024/12/30 19:30:2組卷:67引用:6難度:0.6
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            kJ?mol-1
            (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
             
            ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經25s后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內v(C2H4)=
             
            mol?L-1?s-1
            (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
             
            (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數Kp=
             
            (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2
            ②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
             
            (填標號)。
            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
             
            ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為
             

            發布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
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            (1)此時A的濃度c(A)=
             
            mol/L,反應開始前容器中的A、B的物質的量:n(A)=n(B)=
             
            mol;
            (2)B的平均反應速率v(B)=
             
            mol/(L?min);
            (3)x的值為
             

            發布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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