甲烷重整时涉及以下两个反应
① CH4(g) + H2O(g) CO(g) +3H2(g) 平衡常数K1
② CO (g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 平衡常数K2
它们的平衡常数随温度的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应①、②都是放热反应
B.两曲线交点表示此时①、②两反应速率相等
C.相同温度下,CH4(g)+2H2O(g) CO2(g) +4H2(g)的平衡常数为K1+K2
D.相同条件下,增大反应①、②中水蒸气的浓度,CH4、CO的转化率均增大
高二化学单选题中等难度题
甲烷重整时涉及以下两个反应
① CH4(g) + H2O(g) CO(g) +3H2(g) 平衡常数K1
② CO (g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 平衡常数K2
它们的平衡常数随温度的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应①、②都是放热反应
B.两曲线交点表示此时①、②两反应速率相等
C.相同温度下,CH4(g)+2H2O(g) CO2(g) +4H2(g)的平衡常数为K1+K2
D.相同条件下,增大反应①、②中水蒸气的浓度,CH4、CO的转化率均增大
高二化学单选题中等难度题查看答案及解析
甲烷是一种理想的洁净燃料,利用甲烷与水反应制备氢气,因原料廉价,具有推广价值。该反应为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0
(1)800℃时,反应的化学平衡常数K=l.0,某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如表。则此时正、逆反应速率的关系是____。
CH4 | H2O | CO | H2 |
3.0mol•L-1 | 8.5mol•L-1 | 2.0mol•L-1 | 2.0mol•L-1 |
(2)为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响,某同学设计了以下三组对比实验(温度为360℃或480℃、压强为101 kPa或303 kPa,其余实验条件见下表)。
实验序号 | 温度/℃ | 压强/kPa | CH4初始浓度/ mol•L‾1 | H2O初始浓度/ mol•L‾1 |
1 | 360 | p | 2.00 | 6.80 |
2 | t | 101 | 2.00 | 6.80 |
3 | 360 | 101 | 2.00 | 6.80 |
表中t=____ ,P=_____ ;设计实验2、3的目的是________________ ;
实验l、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是____(用K1、K2、K3表示)。
(3)一定温度下,在容积2L且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容 器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1molCH4、1molH2O | a molCH4、a molH2O、b molCO、c molH2 |
经测定甲容器经过5min达到平衡,平衡后甲中气体的压强为开始的1.2倍,甲容器中该反应在5min内的平均速率υ(H2)=_______,若要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则b的取值范围为________。
高二化学填空题中等难度题查看答案及解析
甲烷是一种理想的洁净燃料,利用甲烷与水反应制备氢气,因原料廉价,具有推广价值。该反应为CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H>0
①若800℃时,反应的化学平衡常数K=l.0,某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如下表。
CH4 | H2O | CO | H2 |
3.0 mol·L-1 | 8.5 mol·L-1 | 2.0 mol·L-1 | 2.0 mol·L-1 |
(1)则此时正、逆反应速率的关系是__________ 。(填“>”“<”“=”)
②为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响,某同学设计了以下三组对比实验(温度为360℃或480℃、压强为101 kPa或303 kPa,其余实验条件见下表)。
实验序号 | 温度/℃ | 压强/kPa | CH4初始浓度/mol·L-1 | H2O初始浓度/ mol·L-1 |
1 | 360 | P | 2.00 | 6.80 |
2 | t | 101 | 2.00 | 6.80 |
3 | 360 | 101 | 2.00 | 6.80 |
(2)表中t=_________,P=_________;设计实验2、3的目的是______________;
实验l、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是_________(用K1、K2、K3表示)
(3)—定温度下,在容积2L且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物, 一段时间后达到平衡。
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1molCH4、 1molH2O | amolCH4、 amolH2O、 b molCO、 c molH2 |
经测定甲容器经过5min达到平衡,平衡后甲中气体的压强为开始的1.2倍,甲容器中该反应在5min内的平均速率v(H2)=__________,若要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则b的取值范围为__________________。
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高二化学解答题中等难度题查看答案及解析
CH4和H2O(g)可发生催化重整反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。
(1)每消耗8g CH4转移的电子的数目为 。
(2)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1=akJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=bkJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H3=ckJ·mol-1
④CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H4
由此计算△H4= kJ·mol-1。
(3)T℃时,向1L恒容密闭容器中投入1molCH4和1molH2O(g),发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),经过tmin,反应达到平衡。已知平衡时,c(CH4)=0.5mol·L-1。
①0~tmin内,该反应的平均反应速率v(H2)= 。②T℃时,该反应的平衡常数K= 。
③当温度升高到(T+100)℃时,容器中c(CO)="0.75" mol·L-1,则该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)已知熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图如下:
①放电过程中K+和Na+向电极 (填“A”或“B”)移动。
②该电池的负极反应式为 。
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(10分)请回答下列问题:
(1)CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4+H2O(g) CO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃ | 800 | 1 000 | 1 200 | 1 400 |
平衡常数 | 0.45 | 1.92 | 276.5 | 1 771.5 |
①该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应
②T ℃时,向1 L密闭容器中投入1 mol CH4和1 mol H2O(g),5小时后测得反应体系达到平衡状态,此时c(CH4)=0.5 mol·L-1,计算该温度下CH4+H2O(g)CO+3H2的平衡常数K=______,该温度下达到平衡时H2的平均生成速率为_______________
(2)常温下,取pH=2的盐酸和醋酸各100 mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化如图所示。则图中表示醋酸pH变化曲线的是________(填“A”或“B”)。设盐酸中加入的Zn粒质量为m1,醋酸中加入的Zn粒质量为m2。则m1________m2(填“<”、“=”或“>”)。
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CH4和H2O(g)可发生催化重整反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。
(1)每消耗8g CH4转移的电子的数目为________________。
(2)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1=akJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H2=bkJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H3=ckJ·mol-1
④CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H4
由此计算△H4=_____________kJ·mol-1。
(3)T℃时,向1L恒容密闭容器中投入1molCH4和1molH2O(g),发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),经过tmin,反应达到平衡。已知平衡时,c(CH4)=0.5mol·L-1。
①0~tmin内,该反应的平均反应速率v(H2)=___________。
②T℃时,该反应的甲烷的转化率是_________。
③下列表述能作为反应达到化学平衡状态的标志是_____________。
a.反应速率v(CH4):v(H2) =1:3 b.各组分的物质的量浓度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 d.混合气体的密度不变
e.单位时间内生成n molH2O的同时,生成3n mol H2 f.单位时间内4mol C—H键断裂的同时2mol O—H键也断裂
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
在密闭容器中,反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H>0,达到平衡状态。下列叙述正确的是 ( )
A.增加甲烷的量,上式中△H增大
B.增大水蒸气的量,可提高水蒸气的转化率
C.升高温度,逆反应速率增大,正反应速率减少
D.增大体系压强,该反应的化学平衡常数不变
高二化学选择题简单题查看答案及解析
CO和H2在工业上常作为重要的化工原料,其混合气称为合成气。工业上CH4—H2O催化重整是目前大规模制取合成气的重要方法,其原理为:
反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H1=+210 kJ/mol
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2=﹣41 kJ/mol
(1)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ∆H3=____ kJ/mol。
(2)反应Ⅰ达到平衡的标志是_____。
A.恒温恒容情况下,压强不再改变 B.v正(CO)=3v逆(H2)
C.平均相对分子质量不再改变 D.恒温恒容情况下,气体密度不再改变
(3)若容器容积不变,不考虑反应Ⅰ,对反应Ⅱ下列措施可增加CO转化率的是____。
A.升高温度 B.将CO2从体系分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.按原投料比加倍投料
(4)将1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)加入恒温恒压的密闭容器中(温度298 K、压强100 kPa),发生反应Ⅰ,不考虑反应Ⅱ的发生,该反应中,正反应速率v正=k正×p(CH4)×p(H2O),逆反应速率v逆=k逆×p(CO)×p3(H2),其中k正、k逆为速率常数,p为分压(分压=总压×物质的量分数),则该反应的压强平衡常数Kp=___(以k正、k逆表示)。若该条件下k正=4.4×104kPa-1·s-1,当CH4分解20%时,v正=__kPa·s-1(保留两位有效数字)。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
纳米钴(Co)加氢反应的催化剂,500K时催化反应:CO(g)+3H2(g ) CH4(g)+H2O(g) △H<0。有关说法正确的是
A.纳米技术的应用,提高了催化剂的催化性能,但平衡常数不变
B.缩小容器体积,平衡向正反应方向移动CO的浓度减小
C.温度越低,越有利于CO催化加氢
D.从平衡体系中分H2O(g)能加快正反应速率
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