2022年北京冬奧會首次采用氫能作為火炬燃料,體現(xiàn)綠色奧運理念。工業(yè)上利用天然氣制備氫氣,還能得到乙烯、乙炔等化工產(chǎn)品,有關(guān)反應原理如下:有關(guān)反應原理如下:
反應1:2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH1
反應2:2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g)ΔH2
請回答下列問題:
(1)已知幾種物質(zhì)的燃燒熱(ΔH)數(shù)據(jù)如下:
物質(zhì) | CH4 | C2H2 | C2H4 | H2 |
燃燒熱 | -890.3 | -1299.5 | -1411.0 | -285.8 |
C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1299.5kJ?mol-1
5
2
C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1299.5kJ?mol-1
。5
2
②上述反應中,ΔH1-ΔH2=
+174.3
+174.3
kJ?mol-1。③已知反應1的ΔS=+220.2J?mol-1?K-1,則下列所給溫度能使該反應自發(fā)進行的是
D
D
(填標號)。A.0℃
B.25℃
C.1250℃
D.2000℃
(2)在恒溫恒容密閉容器中充入適量CH4發(fā)生上述反應1和反應2。下列情況不能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是
B
B
(填字母)。A.氣體總壓強不隨時間變化
B.氣體密度不隨時間變化
C.氣體平均摩爾質(zhì)量不隨時間變化
D.H2體積分數(shù)不隨時間變化
(3)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)的速率方程為v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H2)?c3(H2)(k正、k逆為正、逆反應速率常數(shù),與溫度有關(guān))。其他條件相同,T1℃達到平衡時k正=1.5k逆,T2℃達到平衡時k正=3.0k逆。由此推知,T1
<
<
T2(填“>”“<”或“=”)。(4)一定溫度下,在總壓強保持恒定為121kPa時,向某密閉容器中充入CH4和N2組成的混合氣體(N2不參與反應),測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與通入氣體中CH4的物質(zhì)的量分數(shù)的關(guān)系如圖所示。
①圖中隨著通入氣體中CH4的物質(zhì)的量分數(shù)的增大,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率降低的主要原因是
溫度不變,化學平衡常數(shù)不變,隨著反應物甲烷體積分數(shù)的增加,反應體系總壓強增大,化學平衡向氣體體積減小的逆反應方向移動,導致甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率降低
溫度不變,化學平衡常數(shù)不變,隨著反應物甲烷體積分數(shù)的增加,反應體系總壓強增大,化學平衡向氣體體積減小的逆反應方向移動,導致甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率降低
。②已知M點乙炔的選擇性為75%[乙炔的選擇性=
n
(
C
2
H
2
)
n
(
C
2
H
2
)
+
n
(
C
2
H
4
)
2.52
2.52
kPa(結(jié)果保留2位有效數(shù)字,Kp是以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓x物質(zhì)的量分數(shù))。【答案】C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1299.5kJ?mol-1;+174.3;D;B;<;溫度不變,化學平衡常數(shù)不變,隨著反應物甲烷體積分數(shù)的增加,反應體系總壓強增大,化學平衡向氣體體積減小的逆反應方向移動,導致甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率降低;2.52
5
2
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:16引用:1難度:0.4
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(2)B的平均反應速率v(B)=
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