碳及其化合物在工業上應用廣泛，請回答下列問題。I.CH4及碳單質均可以應用於工業尾氣中SO2的消除。(1)在復...

問題詳情：

碳及其化合物在工業上應用廣泛，請回答下列問題。

4及碳單質均可以應用於工業尾氣中SO2的消除。

(1)在複合組分催化劑作用下，CH4可使SO2轉化為S，同時生成CO2和H2O。

己知CH4和S的燃燒熱(△H)分別為-890.3 kJ /mol和-297.2 kJ /mol，則CH4和SO2反應的熱化學方程式為 _________________________________________________。

(2)焦炭催化還原SO2生成S2，化學方程式為：2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)，恆容容器中， 1mol/LSO2與足量的焦炭反應，SO2的轉化率隨温度的變化如圖所示。

①該反應的△H   _________ 0 (填“>”或“<”)

②計算700℃該反應的平衡常數為________

II.工業上可用CO2和H2製備*醇，其反應方程式為CO2 ( g) + 3H2 (g)CH3OH(g)+ H2O(g)。

(1)某温度下，將1 mol CO2和3 mol H2充人體積不變的2L密閉容器中，發生上述反應，測得不同時刻反應前後的壓強關係如下表所示:

①用H2表示的前2h的平均反應速率v(H2)=_________

②該温度下，CO2的平衡轉化率為____________

（2）下列各項能説明該反應已達到平衡狀態的是________（填字母）．

a．v（CO2）正＝3v（H2）逆      

b．混合氣體的密度保持不變

c．容器內壓強保持不變     

 d．容器內CO2、H2、CH3OH、H2O的濃度之比為1︰3︰1︰1

e．CO2和H2的轉化率相等    f．體系中氣體的平均摩爾質量不再改變

(3)在300℃、8 MPa下，將CO2和H2按物質的量之比1:3通入一密閉容器中發生上述反應，達到平衡時，測得CO2的平衡轉化率為50%，則該反應條件下的平衡常數為Kp=_____ (用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數)。

III．以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉化成乙*。 在不同温度下催化劑的催化效率與乙*的生成速率如上圖所示。250～300 ℃時，温度升高而乙*的 生成速率降低的原因是_____________________________________________。

【回答】

 I.(1). CH4(g) + 2SO2(g)= CO2(g) +2S(s) +2H2O(l)   △H=-295.9 kJ/mol （2分） (2)  <  36.45 

II. (1).① 0.225 mol·L-1·h-1(或13.5 mol·L-1·minL-1）  ②40% (2) cf  （2分） (3)

III.從圖像上看出100～250 ℃，温度升高，催化效率提高，而250～300 ℃，升高温度，催化效率下降，因而乙*的生成速率下降。

知識點：化學反應速率 化學平衡

題型：實驗,探究題