解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷154
碳和碳的化合物在生产、生活中有重要作用,甲醇水蒸气重整制氢系统可能发生下列三个反应:
①CH3OH(g)
CO(g)+2H2(g) ΔH1=+90.8kJ·mol-1
②CH3OH(g)+H2O(g)
CO2(g)+3H2(g)ΔH2=+49kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH3
请回答下列问题:
(1)ΔH3=___________ 。
(2)温度升高对反应②的影响是___________ 。
(3)控制反应在温度T,压强P0KPa条件下,反应①中的产物也可以用来合成甲醇和二甲醚,其中合成二甲醚的化学方程式为:3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g),在相同条件下合成二甲醚和合成甲醇的原料平衡转化率随氢碳比
的变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/19/2854874872569856/2855267821191168/STEM/28ceeb3b-786b-46a0-8d82-9d259e0e7f5e.png?resizew=206)
①对于气相反应,用某组分B的平衡分压pB代替物质的量浓度c(B)也可以表示平衡常数(记作Kp),水煤气合成二甲醚反应的平衡常数Kp表达式为___________ 。
②合成二甲醚的最佳氢碳比为___________ 。在此种氢碳比下,Kp=___________
③氢碳比
越大越不利于合成二甲醚的原因:___________ 。
①CH3OH(g)
②CH3OH(g)+H2O(g)
③CO(g)+H2O(g)
请回答下列问题:
(1)ΔH3=
(2)温度升高对反应②的影响是
(3)控制反应在温度T,压强P0KPa条件下,反应①中的产物也可以用来合成甲醇和二甲醚,其中合成二甲醚的化学方程式为:3H2(g)+3CO(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/19/2854874872569856/2855267821191168/STEM/28ceeb3b-786b-46a0-8d82-9d259e0e7f5e.png?resizew=206)
①对于气相反应,用某组分B的平衡分压pB代替物质的量浓度c(B)也可以表示平衡常数(记作Kp),水煤气合成二甲醚反应的平衡常数Kp表达式为
②合成二甲醚的最佳氢碳比为
③氢碳比
21-22高三上·黑龙江哈尔滨·期中
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甲烷的催化重整反应是工业制备合成气的重要方法,其化学方程式为Ⅰ.CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)Ⅱ.CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)。回答下列问题:
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H1=-890.3kJ·mol-1
CO(g)+
O2(g)=CO2(g) △H2=-283.0kJ·mol-1
H2(g)+
O2(g)=H2O(l) △H3=-285.8kJ·mol-1
①反应CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)的△H=___ kJ·mol-1。
②有利于提高反应Ⅰ中CH4的平衡转化率的条件是____ (填标号)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
③某温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应Ⅰ,达到平衡时CO2的转化率是50%,此时混合气体的平均相对分子质量为____ 。
(2)对在一定温度下、操作压强恒定为1MPa的条件下,不同水碳比
时进行反应Ⅱ,反应平衡体系中H2的物质的量分数ω与水碳比A、平衡温度T的关系如表所示。
①温度一定时,H2的物质的量分数与水碳比的关系是___ 。
②根据模拟实验得知,平衡温度为500℃,水碳比为5时,H2的物质的量分数为
,CH4的转化率为___ (保留三位有效数字,下同),对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则上述条件下该反应的Kp=___ MPa2;已知甲烷的分压可用p(CH4)表示,氢气的分压可用p(H2)表示,反应速率方程v=kp(CH4)p-1(H2),此时反应速率v=___ 。(已知:气体分压=气体的物质的量分数×总压,速率方程中k为速率常数)。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H1=-890.3kJ·mol-1
CO(g)+
H2(g)+
①反应CH4(g)+CO2(g)
②有利于提高反应Ⅰ中CH4的平衡转化率的条件是
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
③某温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应Ⅰ,达到平衡时CO2的转化率是50%,此时混合气体的平均相对分子质量为
(2)对在一定温度下、操作压强恒定为1MPa的条件下,不同水碳比
A ω T/℃ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
450 | 0.36 | 0.33 | 0.32 | 0.30 | 0.29 | 0.27 | 0.24 |
525 | 0.4 | 0.39 | 0.37 | 0.36 | 0.34 | 0.32 | 0.29 |
②根据模拟实验得知,平衡温度为500℃,水碳比为5时,H2的物质的量分数为
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