解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷27
甲烷和二氧化碳是两种主要的温室气体，工业上利用甲烷和二氧化碳催化重整为合成气，实现节能减排。重整过程中主要发生如下反应：
Ⅰ．
；
Ⅱ．
。
回答下列问题：
(1)根据反应Ⅰ、Ⅱ，下列能提高
平衡转化率的是________（填字母）。
(2)研究表明，反应Ⅰ的一种反应机理（ads指吸附在催化剂表面的中间物种）如下：
ⅰ．
；
ⅱ．
；
ⅲ．……
ⅳ．
，
。
则反应ⅲ的方程式为________________ 。
(3)甲烷和二氧化碳催化重整反应体系中，催化剂失活主要是由于催化剂的表面积炭所致。催化剂表面积炭主要来自
裂解：
和
的歧化：
。
①歧化反应的
________ 。
②研究表明，催化剂所用助剂碱性越强，抗积炭能力越强。用下列物质作助剂的催化剂抗积炭能力最强的是________ （填字母）。
A．
B．
C．
D．
(4)在恒压、反应物起始物质的量比
条件下，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ，和
的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。
①表示的平衡转化率随温度变化的曲线是________ （填“曲线A”或“曲线B”）。
②恒压、800K、初始条件下，要使转化率的值从X点提高到Y点，需要改变的条件可能是________________ （答出1点即可）。
③已知图中940K时曲线A、B对应物质的平衡转化率分别为80%和60%，则平衡体系中的物质的量分数为________________ ；此温度下，反应Ⅱ的平衡常数
________ 。
Ⅰ．
；Ⅱ．
。回答下列问题：
(1)根据反应Ⅰ、Ⅱ，下列能提高
平衡转化率的是________（填字母）。| A．恒温恒容下增加的用量 | B．恒温恒压下通入惰性气体 |
| C．升高温度 | D．加入更高效催化剂 |
(2)研究表明，反应Ⅰ的一种反应机理（ads指吸附在催化剂表面的中间物种）如下：
ⅰ．
；ⅱ．
；ⅲ．……
ⅳ．
，。则反应ⅲ的方程式为
(3)甲烷和二氧化碳催化重整反应体系中，催化剂失活主要是由于催化剂的表面积炭所致。催化剂表面积炭主要来自
裂解： 和的歧化：。①歧化反应
的②研究表明，催化剂所用助剂碱性越强，抗积炭能力越强。用下列物质作助剂的催化剂抗积炭能力最强的是
A．
B． C． D．(4)在恒压、反应物起始物质的量比
条件下，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ，和的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。①表示
的平衡转化率随温度变化的曲线是②恒压、800K、初始
条件下，要使转化率的值从X点提高到Y点，需要改变的条件可能是③已知图中940K时曲线A、B对应物质的平衡转化率分别为80%和60%，则平衡体系中
的物质的量分数为23-24高二上·河南许昌·期末
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；
。
指吸附在催化剂表面的中间物种)如下：
；
；
，
。
；
B．
C．
D．
以氢气、一氧化碳为主要组分的合成气是一种重要的化工原料，可以合成二甲醚、甲醇等许多重要的化工产品。回答下列问题：
(1)已知反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
液态水全部蒸发为气态水吸收
的能量，则以气态和气态
为原料制备气态
和水蒸气的热化学方程式是________________ ．
(2)在一温度恒定的密闭容器中通入一定量的和，在催化剂作用下转化为
，当与的投料比为________ 时，混合气体的体积分数最大；为了提高的平衡产率，不改变温度，可以采取的措施有________ 。（答出一条即可）
(3)改用不同的催化剂可以利用合成气制备甲醇，反应方程式为
，
分别为正逆反应速率常数，x为物质的量分数。
①该反应在某条件下达到平衡后，升高温度，
________ （填“增大”或“减小”），变化的程度________ （填“大于”“小于”或“等于”）
变化的程度。
②在实验室模拟工业合成甲醇的反应，在一恒压密闭容器内充入
和
（代替合成气中的杂质，不参与反应），测得压强为
，加入合适催化剂后在恒温条件下开始反应，测得容器的体积变化如下：
则氢气的平衡转化率为________ ，该温度下的平衡常数
为________ 
（为以分压表示的平衡常数，请用含
的式子表示）。
(4)利用二氧化碳和甲烷经催化重整，可以制得合成气：
，按一定体积比加入甲烷和，在恒容下发生反应，温度对和产率的影响如图所示。则下列叙述正确的是________．
(1)已知反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
液态水全部蒸发为气态水吸收的能量，则以气态和气态为原料制备气态和水蒸气的热化学方程式是(2)在一温度恒定的密闭容器中通入一定量的
和，在催化剂作用下转化为，当与的投料比为的体积分数最大；为了提高的平衡产率，不改变温度，可以采取的措施有(3)改用不同的催化剂可以利用合成气制备甲醇，反应方程式为
，分别为正逆反应速率常数，x为物质的量分数。①该反应在某条件下达到平衡后，升高温度，
变化的程度变化的程度。②在实验室模拟工业合成甲醇的反应，在一恒压密闭容器内充入
和（代替合成气中的杂质，不参与反应），测得压强为，加入合适催化剂后在恒温条件下开始反应，测得容器的体积变化如下：反应时间 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
容器体积/L | 4 | 3.5 | 3.2 | 3.0 | 2.9 | 2.8 | 2.8 |
为（为以分压表示的平衡常数，请用含的式子表示）。(4)利用二氧化碳和甲烷经催化重整，可以制得合成气：
，按一定体积比加入甲烷和，在恒容下发生反应，温度对和产率的影响如图所示。则下列叙述正确的是________．A．该反应 |
| B．催化剂的使用可以降低反应的活化能，从而使平衡产率提高 |
| C．在恒压条件下进行该反应，产率将更高 |
D．此反应的优选温度为 |
kJ⋅mol
；
；
kJ⋅mol
，温度关系如图2所示，图中温度：
。
MPa，则d点的分压平衡常数(
(列出计算式即可，用平衡分压计算的平衡常数为
，该表达式中
、
、
、
分别表示相应的物质的量分数，
时v逐渐减小的原因是
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