解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷291
CH4－CO2催化重整是减少温室气体排放的重要途径。回答下列问题：
(1)已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H=-75kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ·mol-1
C(s)+
O2(g)=CO(g)△H=-111kJ·mol-1
则催化重整反应CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)的△H=____ kJ·mol-1。
若在恒容的密闭容器中，充入1molCH4和1molCO2，发生催化重整反应，下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是____ (填标号)。
A.CH4和CO2的物质的量不变B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变D.2v(CH4)正=v(CO2)逆
(2)催化重整时催化剂的活性随积碳的增多而减弱，有关积碳反应和消碳反应的数据如表：
①由表中数据分析：从有利于催化重整的角度考虑，应选用的催化剂为____ (填“X”或“Y”)；催化剂可以改变同一化学反应的____ (填“活化能”或“反应热”，下同)，但不能改变其____ 。
②化学反应速率与反应物浓度的关系式称为速率方程，是通过实验测定的。在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k•p(CH4)•[p(CO2)]-0.5，k为速率常数，与温度有关。下列说法错误的是_____ 。
A.增大反应物浓度，k增大导致反应速率加快
B.温度升高，k的数值增大
C.沉积碳的生成速率v与p(CO2)成反比
D.增大CH4的浓度2倍，反应速率加快2倍
(1)已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H=-75kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ·mol-1
C(s)+
O2(g)=CO(g)△H=-111kJ·mol-1则催化重整反应CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)的△H=若在恒容的密闭容器中，充入1molCH4和1molCO2，发生催化重整反应，下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是
A.CH4和CO2的物质的量不变B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变D.2v(CH4)正=v(CO2)逆
(2)催化重整时催化剂的活性随积碳的增多而减弱，有关积碳反应和消碳反应的数据如表：
| 积碳反应/消碳反应 | 催化剂 | 活化能/(kJ·mol-1) |
| CH4(g)=C(s)+2H2(g)△H=+75kJ·mol-1 | X | 33 |
| Y | 43 | |
| CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H=+172kJ·mol-1 | X | 91 |
| Y | 72 |
②化学反应速率与反应物浓度的关系式称为速率方程，是通过实验测定的。在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k•p(CH4)•[p(CO2)]-0.5，k为速率常数，与温度有关。下列说法错误的是
A.增大反应物浓度，k增大导致反应速率加快
B.温度升高，k的数值增大
C.沉积碳的生成速率v与p(CO2)成反比
D.增大CH4的浓度2倍，反应速率加快2倍
20-21高一下·湖南长沙·期末
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CH4—CO2催化重整是减少温室气体排放的重要途径。回答下列问题：
(1)已知：
C(s)+2H2(g) = CH4(g) ΔH= —75kJ·mol—1
C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH = —394kJ·mol—1
C(s)+O2(g)= CO(g) ΔH= —111 kJ·mol—1
则催化重整反应CH4(g)+CO2(g) = 2CO(g)+2H2(g)的ΔH =___ kJ·mol—1；从温度和压强的角度考虑，有利于提高CH4平衡转化率的条件是_____ 。
(2)催化重整时催化剂的活性随积碳的增多而减弱，有关积碳反应和消碳反应的数据如表：
①由表中数据分析：从有利于催化重整的角度考虑，应选用的催化剂为______ (填“X”或“Y”);催化剂可以改变同一化学反应的________ (填“活化能”或“反应热”，下同)，但不能改变其_____
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则p(CO2)数值最大的是______ (填“a”“b”或“c”)。
(1)已知：
C(s)+2H2(g) = CH4(g) ΔH= —75kJ·mol—1
C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH = —394kJ·mol—1
C(s)+
O2(g)= CO(g) ΔH= —111 kJ·mol—1则催化重整反应CH4(g)+CO2(g) = 2CO(g)+2H2(g)的ΔH =
(2)催化重整时催化剂的活性随积碳的增多而减弱，有关积碳反应和消碳反应的数据如表：
| 积碳反应／消碳反应 | 催化剂 | 活化能／kJ·mol—1 |
| CH4(g)= C(s)+2H2(g) ΔH =+75 kJ·mol—1 | X | 33 |
| Y | 43 | |
| CO2(g)+C(s) = 2CO(g) ΔH =+172 kJ·mol—1 | X | 91 |
| Y | 72 |
①由表中数据分析：从有利于催化重整的角度考虑，应选用的催化剂为
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则p(CO2)数值最大的是
CH4-CO2催化重整时发生反应：CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)，不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
（1）某温度下，向1L的密闭容器中充入0.2molCH4与0.1molCO2，发生CH4-CO2催化重整反应，10min时达到平衡，测得平衡混合物中CO(g)的体积分数为20%，则用CH4表示的反应速率为______ ，CO2的平衡转化率为______ 。
（2）若CO2的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。由图可知：压强p1______ p2（选填“＞“、“＜“或“=”），理由是______ 。
（3）在一定温度下，向固定容积为2L的密闭容器中充入0.1moCH4与0.1molCO2发生CH4-CO2催化重整反应，达平衡时CO2的平衡转化率为50%，则此条件下该反应的平衡常数为K=______ ；平衡后保持温度不变，若再充入0.15molCH4、0.15molCO2、0.1molCO、0.1molH2，则此时v正______ （选填“＞”、“＜”或“=”）v逆。
（4）已知：C(s)+2H2(g)＝CH4(g)△H1=-75kJ•mol-1
C(s)+O2(g)＝CO2(g)△H2=-394kJ•mol-1
C(s)+
O2(g)＝CO(g)△H3=-111kJ•mol-1
①催化重整反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的△H=______ kJ•mol-1。
②反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
由上表判断，催化剂X______ Y（填“优于”或“劣于”），理由是______ 。
2CO(g)+2H2(g)，不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：（1）某温度下，向1L的密闭容器中充入0.2molCH4与0.1molCO2，发生CH4-CO2催化重整反应，10min时达到平衡，测得平衡混合物中CO(g)的体积分数为20%，则用CH4表示的反应速率为
（2）若CO2的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。由图可知：压强p1
（3）在一定温度下，向固定容积为2L的密闭容器中充入0.1moCH4与0.1molCO2发生CH4-CO2催化重整反应，达平衡时CO2的平衡转化率为50%，则此条件下该反应的平衡常数为K=
（4）已知：C(s)+2H2(g)＝CH4(g)△H1=-75kJ•mol-1
C(s)+O2(g)＝CO2(g)△H2=-394kJ•mol-1
C(s)+
O2(g)＝CO(g)△H3=-111kJ•mol-1①催化重整反应CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)的△H=②反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
| 积碳反应CH4(g)＝C(s)+2H2(g) | 消碳反应CO2(g)+C(s)＝CO(g) | ||
| △H/(kJ•mol-1) | 75 | 172 | |
| 活化能/(kJ•mol-1) | 催化剂X | 33 | 91 |
| 催化剂Y | 43 | 72 | |
CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
(1)CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
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)+1/2O2 (g)=CO(g) ΔH =-111 kJ·mol−1
①该催化重整反应的ΔH =_______ kJ·mol−1，有利于提高CH4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
②某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_______ mol-2·L−2。
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
①由上表判断，催化剂Y_______ X(填“优于”或“劣于”)，理由_______ 。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是_______ (填标号)。
积减小，消增加
C．K积减小，K消增加 D．消增加的倍数比积增加的倍数大
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程v =k·p(CH4)·
(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从小到大的顺序为_______ 。
(1)CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
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)+1/2O2 (g)=CO(g) ΔH =-111 kJ·mol−1
①该催化重整反应的ΔH =
A高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
②某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
| 积碳反应CH4(g)= C(s)+2H2(g) | 消碳反应CO2(g)+ C(s)= 2CO(g) | ||
| ΔH/(kJ·mol−1) | +75 | +172 | |
| 活化能 (kJ·mol−1) | 催化剂X | 33 | 91 |
| 催化剂Y | 43 | 72 | |
积减小，消增加 C．K积减小，K消增加 D．
消增加的倍数比积增加的倍数大②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程v =k·p(CH4)·
(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从小到大的顺序为
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