精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(COH2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:

1CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) H=+247kJ/mol

①有利于提高CH4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

②某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH41 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_______mol2·L2

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·mol1)

75

172

活化能/(kJ·mol1)

催化剂X

33

91

催化剂Y

43

72

①由上表判断,催化剂X____Y(填优于劣于),理由是_________________。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________

AKK均增加

Bv减小,v增加

CK减小,K增加

Dv增加的倍数比v增加的倍数

②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方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)从大到小的顺序为________________

【答案】A 劣于 相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大 AD

【解析】

(1)根据盖斯定律计算;根据反应特点结合温度和压强对平衡状态的影响解答;根据转化率利用三段式计算平衡常数;

(2)①根据活化能对反应的影响分析;根据反应热结合温度对平衡状态的影响以及图像曲线变化趋势解答;

②根据反应速率方程式分析影响其因素结合图像解答。

(1)①该反应的正反应是反应前后气体体积增大的吸热反应,要使甲烷的转化率增大,可以通过减小压强、升高温度实现,故答案为A

其平衡常数==

(2)①消碳反应所需活化能越低,消碳反应越容易进行,催化剂活性越好,根据表中数据知,催化剂X较催化剂Y,积碳反应时,活化能低,反应速率快,消碳反应时,活化能高,反应速率慢,综合考虑,催化剂X较催化剂Y更利于积碳反应,不利于消碳反应,会降低催化剂活性;

A.积碳反应和消碳反应的正反应都是吸热反应,升高温度平衡正向移动,则KK均增加,故正确;

B.升高温度化学反应速率都增大,V增加、V增加,故错误;

C.积碳反应和消碳反应的正反应都是吸热反应,升高温度平衡正向移动,则KK均增加,故错误;

D.积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低,V增加的倍数比V增加的倍数大,故正确;

故答案为AD

②在一定温度下,相同时间内,沉积的碳越多,则沉积碳生成速率越快,根据v=kp(CH4)[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)知,p(CH4)一定时,沉积碳生成速率与二氧化碳压强成反比,根据图知,积碳量abc,则pc(CO2)pb(CO2)pa(CO2)

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】镁、铝的混合物共0.2mol,溶于200mL4mol·L-1的盐酸溶液中,然后再滴加2 mol·L-1NaOH 溶液。若在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m 随加入NaOH溶液的体积V变化情况如图所示。请回答下列问题:

(1)V1=160mL时,则金属粉末中n(Al)=_____________mol

(2)V2V3段发生反应的离子方程式为_____________________________________________________

(3))若镁、铝的混合物仍为0.2mol,其中镁粉的物质的量分数为a,改用200mL4 mol·L-1的硫酸溶解此混合物后,再加入840mL 2 mol·L-1NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3,则a的取值范围为_______________________

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】对于可逆反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH <0,下列各图中正确的是(

A.B.

C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】海水是巨大的资源宝库,从海水中提取I2的流程如图:

请回答下列问题:

(1)灼烧的目的是______

(2)操作1的名称为_______

(3)滤液中加入H+H2O2后发生反应的离子方程式为_________

(4)操作2所使用的玻璃仪器为______

(5)若加入NaOH溶液后生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:5,则该反应的化学方程式为________

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】在一定温度下,当过量的Mg(OH)2固体在水溶液中达到平衡时:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH)2固体增加,c(OH-)增加,可采取的措施是

A.加适量的水B.通入少量HCl气体

C.加少量NaOH固体D.加少量MgSO4固体

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,原来试管中盛装的可能是什么气体

A.可能是N2NO2的混合气体B.可能是O2NO2的混合气体

C.可能是NON2的混合气体D.只能是NO2一种气体

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】一种新型动力电池( LiFePO4电池)总反应式为Li1xFePO4+LixC6C6+LiFePO4,内部结构如图1所示,只有Li+通过聚合物隔膜。以此电池电解Na2SO4溶液(电极材料为石墨),可制得NaOHH2SO4,其原理如图2所示。下列说法错误的是

A. 电池放电时,LixC6在负极发生氧化反应

B. 电池放电时,正极反应式为 LilxFePO4+xLi+xe= LiFePO4

C. 电解时,图2b电极反应式为2H2O4e=O2↑+4H+

D. 电解时,当转移0.2mol电子,A口产生气体的质量1.6g

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】以铬铁矿(主要成分为FeOCr2O3,含有Al2O3SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na2Cr2O7·2H2O),其主要工艺流程如图:

查阅资料得知:

.常温下,NaBiO3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrO42-

.

金属离子

Fe3+

Al3+

Cr3+

Fe2+

Bi3+

开始沉淀的pH

2.7

3.4

5.0

7.5

0.7

沉淀完全的pH

3.7

4.9

5.9

9.7

4.5

回答下列问题:

1)反应之前先将矿石粉碎的目的是___

2)步骤③加的试剂为___,目的是将溶液pH要调到5使Fe3+Al3+均完全转化为Fe(OH)3Al(OH)3沉淀而除去。

3)写出反应④的离子反应方程式___

4)⑤中酸化是使CrO42-转化为Cr2O72-,写出该反应的离子方程___

5)将溶液H经过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥即得红矾钠粗晶体,精制红矾钠则对粗晶体需要采用的操作是___(填操作名称)

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】如图所示,ABCDEFG均为有机物,它们之间有如下转化关系(部分产物和反应条件已略去)。已知B分子中含有苯环,其蒸气密度是同温同压下H2密度的59倍,1molB最多可以和4molH2发生加成反应,B的苯环上的一个氢原子被硝基取代所得的产物有三种。EG都能够发生银镜反应。F分子中含有羟基和羧基,在一定条件下可以聚合生成高分子化合物。

请回答下列问题:

(1)A的结构简式____________

(2)反应①的反应类型是________

(3)E与银氨溶液反应的化学方程式为_______

(4)等物质的量的AF发生酯化反应,所生成有机物的结构简式为________

(5)A的一种同分异构体与浓H2SO4共热,也生成B和水,该同分异构体的结构简式为________

(6)E有多种同分异构体,其中属于酯类且具有两个对位取代基的同分异构体共有_____种。

查看答案和解析>>

同步练习册答案