二氧化碳重整甲烷制合成气，对减轻温室效应、治理生态环境具有重-查字典问答网

来自蔡维由的问题

　　二氧化碳重整甲烷制合成气，对减轻温室效应、治理生态环境具有重要意义．已知：反应I：CO2（g）+CH4（g）⇌2CO（g）+2H2（g）△H1反应II：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+2H2O（g）△H2=+41KJ•mol-1反

　　二氧化碳重整甲烷制合成气，对减轻温室效应、治理生态环境具有重要意义．

　　已知：

　　反应I：CO2（g）+CH4（g）⇌2CO（g）+2H2（g）△H1

　　反应II：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+2H2O（g）△H2=+41KJ•mol-1

　　反应III：CH4（g）+H2O（g）+⇌CO（g）+3H2（g）△H3=+206KJ•mol-1

　　回答下列问题：

　　（1）反应I的△H1=___，反应III在___（填“低温”、“高温”或“任何温度”）自发进行．

　　（2）在2L恒容密闭容器中通入CO2用于CH4各2mol，在一定条件下仅发生反应I，测得CO2的平衡转化率与压强、温度的关系如，1所示．

　　①年说明上述反应已达到平衡状态的是___（选填编号）．

　　A．V正（H2）=V逆（CO2） B．CO与H2的物质的量之比保持不变 C．容器内气体的密度不变 D．容器内压强不变

　　②据图1可知，T1、T2、T3由打到小的顺序为___．

　　③在压强为400KPa、T2℃的条件下，该反应6min时达到平衡点X，则用H2表示该反应的速率为___．该温度下，反应的平衡常数为___．

　　④如图2，画出在一容积可变的密闭容器中，保持T2℃，从通入CO2和CH4开始，随压强不断增大（压缩容器体积，各物质状态不发生改变），CH4的物质的量变化的曲线示意图．

　　⑤下列措施中能够提高该反应体系中CO2捕获量的是___．（不考虑溶解吸收）

　　A．向该反应体系中加入K2CO3溶液

　　B．降低反应体系的温度

　　C．从反应体系中分离出H2和CO

　　D．向该反应体系中加入NH4Cl溶液

1回答

2020-12-24 03:12

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何云贵

　　（1）应II和反应III嘉禾可以得到反应Ⅰ，根据盖斯定律，反应CO2（g）+CH4（g）⇌2CO（g）+2H2（g）△H1=41KJ•mol-1+206KJ•mol-1=+247•mol-1

　　，反应III的焓变△H>0，△S>0，要使得△H-T△S<0，则需要在高温下进行反应，故答案为：+247•mol-1；高温；

　　（2）①AV正（H2）=V逆（CO2），说明正逆反应速率是相等的，达到了平衡，故A正确；

　　B．CO与H2的物质的量之比保持不变，不能说明达到了平衡，故B错误；

　　C．容器内气体的密度等于质量和体积的比值，质量和体系的体积始终不变，所以密度始终是定值，即密度不变不一定平衡，故C错误错；

　　D．反应是前后气体的体积变化的反应，所以当容器内压强不变，达到了平衡，故D正确，故选AD．

　　②反应CO2（g）+CH4（g）⇌2CO（g）+2H2（g）△H1=+247•mol-1是吸热反应，温度越高，平衡正向移动，二氧化碳的转化率越大，根据图示，压强恒定，温度大小顺序是：T1>T2>T3，故答案为：T1>T2>T3；

　　③在压强为400KPa、T2℃的条件下，该反应6min时，

　　 CO2（g）+CH4（g）⇌2CO（g）+2H2（g）

　　初始浓度：1 1 0 0

　　变化浓度：0.6 0.6 1.2 1.2

　　平衡浓度：0.4 0.4 1.2 1.2

　　用H2表示该反应的速率为1.2mol/L6min

2020-12-24 03:16:27