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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷359
央广网消息:2020年大庆油田生产天然气46.6亿立方米,实现了“十连增”,在大战大考中交出了“当好标杆旗帜、建设百年油田”的新答卷。天然气的主要成分甲烷是一种重要的化工原料,广泛应用于民用和化工业生产中。回答下列问题:
(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
已知:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。H1=+196 kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H2=-484 kJ·mol-1
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H3=-566 kJ·mol-1
则CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) H=_______
(2)在两个相同钢性密闭容器中充入CH4和CO2发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),CH4和CO2的分压均为20 kPa,加入催化剂Ni/α-Al2O3,分别在T1℃和T2℃下进行反应,测得CH4转化率随时间变化如图1所示。

                                      图1
①A点处v_______B点处v(填“<”、“>”或“=”)。
②用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即v=,T2℃下,上述反应0~2min内平均反应速率v(CH4)=_______kPa·min-1。(分压=总压×物质的量分数)
③上述反应达到平衡后,下列变化一定能使平衡向正向移动的是_____
A.通入惰性气体使容器内压强增大        B.正反应速率加快
C.平衡常数K变大                                D.增大催化剂表面积
(3)其他条件相同,在甲、乙、丙三种不同催化剂作用下,相同时间内测得甲烷转化率随温度变化如图2所示。三种催化剂作用下,反应活化能最大的是_______(填“甲”、“乙”或“丙”);CH4的转化率b点高于c点的原因是_______

(4)我国科学家设计的新型甲烷燃料电池能量密度高、成本低,其工作原理如图3所示。B极电极反应式为_______
2021·黑龙江大庆·二模
知识点:化学反应原理综合考查盖斯定律及其有关计算化学平衡的移动及其影响因素原电池原理 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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天然气的主要成分甲烷是一种重要的化工原料,广泛应用于民用和化工生产中。试回答下列问题:
(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
已知:①CH4(g) + H2O(g)= CO(g) + 3H2(g) ΔH1= +196 kJ·mol−1
②2H2(g) + O2(g)= 2H2O(g) ΔH2= −484 kJ·mol−1
③2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH3= −566 kJ·mol−1
则CH4(g) + CO2(g)= 2CO(g) + 2H2(g) ΔH=___________
(2)在两个相同刚性密闭容器中充入CH4和CO2发生反应:CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g),CH4和CO2的分压均为20 KPa,加入催化剂Ni/α−Al2O3,分别在T1℃和T2℃下进行反应,测得CH4转化率随时间变化如图所示。

   

①A点处v___________B点处v(填“<”、“>”或“=”)。
②T2℃下,该反应用分压表示的平衡常数Kp=___________kPa2(结果保留到小数点后一位)
③下列说法不能表明该反应已达平衡状态的是___________
A.一定温度下,恒容密闭容器中按2:1的物质的量之比通入CH4(g)和CO2(g),二者转化率之比保持不变
B.每断裂2 mol C−H键的同时形成1mol H−H键
C.恒温恒压密闭容器中,混合气体的密度保持不变
D.恒温恒容密闭容器中,混合气体的平均相对分子质量保持不变
④上述反应达到平衡后,下列变化一定能使平衡向正向移动的是___________
A.恒容通入惰性气体使容器内压强增大 B.正反应速率加快
C.平衡常数K变大                                                         D.增大催化剂表面积
(3)其他条件相同,在甲、乙、丙三种不同催化剂作用下,相同时间内测得甲烷转化率随温度变化如图所示。三种催化剂作用下,反应活化能最大的是___________(填“甲”、“乙”或“丙”);850℃条件下三条曲线交于一点最可能的原因是___________

   

天然气的主要成分甲烷是一种重要的化工原料,广泛应用于民用和化工生产中。试回答下列问题:
(1)利用超干重整技术可得到富含的化工原料。
已知:①   


___________
(2)在两个相同钢性密闭容器中充入发生反应:的分压均为,加入催化剂,分别在下进行反应,测得转化率随时间变化如图所示。
   
①A点处v___________B点处v(填“<”、“>”或“=”)。
②T2℃下,该反应用分压表示的平衡常数Kp=___________kPa2(保留一位小数)
③下列说法不能表明该反应已达平衡状态的是___________
A.一定温度下,恒容密闭容器中按2:1的物质的量之比通入CH4(g)和CO2(g),二者转化率之比保持不变
B.每断裂2molC-H键的同时形成1molH-H键
C.恒温恒容密闭容器中,
D.恒温恒压密闭容器中,混合气体的密度保持不变
E.恒温恒容密闭容器中,混合气体的平均相对分子质量保持不变
④上述反应达到平衡后,下列变化一定能使平衡向正向移动的是___________
A.恒容通入惰性气体使容器内压强增大       B.正反应速率加快
C.平衡常数K变大             D.增大催化剂表面积
(3)其他条件相同,在甲、乙、丙三种不同催化剂作用下,相同时间内测得甲烷转化率随温度变化如图所示。三种催化剂作用下,反应活化能最大的是___________(填“甲”、“乙”或“丙”);850℃条件下三条曲线交于一点最可能的原因是___________
   
1,2一二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是一种重要的化工原料,工业上可用丙烯加成法制备,主要副产物为3一氯丙烯(CH2=CHCH2Cl),反应原理为:
i .CH2 =CHCH3(g) +C12(g)CH2ClCHClCH3(g) △H1=-134kJ•mol-1
ii . CH2 =CHCH3(g) +C12(g)CH2= CHCH2Cl(g) +HCl(g) △H2 =-102kJ•mol-1
请回答下列问题:
(1)已知:CH2 =CHCH2Cl (g) + HCl ( g)CH2ClCHClCH3(g)的正反应的活化能Ea(正)为132 kJ•mol-1,则逆反应的活化能Ea(逆)__________ kJ•mol-1
(2)某研究小组向密闭容器中充入一定量的C12(g)和CH2 =CHCH3( g),分别在 A、B两种不同催化剂作用下发生反应,一段时间后测得CH2ClCHClCH3的产率与温度的关系如图1所示。

①下列说法正确的是______(填代号)。
a .使用催化剂A、B的最佳温度:A <B
b .p、m点分别是对应温度下CH2ClCHClCH3的平衡产率
c. 使用催化剂降低了反应的活化能和焓变
d. 温度不变,增大压强可使CH2ClCHClCH3的产率提高
②在250℃以后,A曲线中产率下降的原因可能是________(写出两条)。
(3)T℃时使用选择性更高的催化剂,在恒容密闭容器内充入等物质的量的C12( g) 和CH2=CHCH3(g)进行反应i,测得容器各组分的分压强(p=p×体积分数)随时间的变化关系如图2所示,回答下列问题:
①若用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即υ= ,则t1~t2时间段内平均反应速率υ(CH2=CHCH3)= _______ kPa•min-1(用相关字母表示);平衡时CH2ClCHClCH3的体积分数________
②反应的平衡常数KP=_____________(用平衡分压代替平衡浓度,相关字母表示结果)。

(4)如图3是在酸性电解质溶液中,用惰性电极将CO2转化为低碳烯烃的电化学装置,回答下列问题:
①太阳能电池的负极是 __________(填“a”或“b”)。
②生成丙烯的电极反应式是____________
③相同时间内,相同条件下,消耗的CO2与生成的O2的体积之比为_________

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