問題詳情:
CH4-CO2 催化重整反應為:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)。該原理不僅可以得到合成氣(CO 和 H2),還對温室氣體的減排具有重要意義。
回答下列問題:
(1)已知:C(s)+2H2(g)= CH4(g) ΔH= -75 kJ·mol−1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -394 kJ·mol−1
C(s)+ 1 O
2 2
(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1
①催化重整反應的ΔH= kJ·mol−1。
②L(L1、L2)、X 可分別代表壓強或温度。下圖表示 L 一定時,CH4-CO2 催化重整反應中 CH4(g)的平衡轉化率隨X 的變化關係。
X 代表的物理量是 ;判斷 L1、L2 的大小關係 L1 L 2 (填“>”、“<”
或“=”),並簡述理由: 。
(2)某温度下,在體積為 2 L 的容器中加入 2 mol CH4、1 mol CO2 以及催化劑進行重整反應,經過 2 min 達到平衡狀態時測得 CO2 的轉化率是 50%。
①反應達到平衡狀態的標誌是 (填字母)。
A.單位時間內生成 n mol 的 CH4 的同時,生成 n mol 的H2
B. c(CH4):c(CO2):c(CO):c(H2)=1:1:2:2
C. 反應體系中氣體的總物質的量不變
D. 容器中的混合氣體密度不再發生變化
②平均化學反應速率 v(CH4) mol·L−1·min−1;其平衡常數為 mol2·L−2; 若其它條件不變增大壓強,則合成反應的化學平衡常數 (填“變大”、“變小”或“不變”)。
③達到平衡後,其它條件不變時向反應容器中充入CO2 和 CO 各 1 mol,則化學平衡
移動(填“正反應方向”、“逆反應方向”或“不”)
【回答】
(1)①247 或+247 (2 分)②壓強 (1 分) <( 1 分) 正反應為吸熱反應,當壓強一定時,温度越高,平衡轉化率越大。(共 2 分,其它*合理也得分,*不全如只
答温度越高,平衡轉化率越大給 1 分)
1
(2)①C (1 分) ②8 或 0.125 (2 分) 或 0.33(2 分) 不變(1 分)
(3)逆反應方向(1 分)
知識點:化學反應速率 化學平衡
題型:綜合題