CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。该原...

CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：

（1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。

已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)　　 ΔH=-75 kJ·mol−1

C(s)+O2(g)=CO2(g)　　 ΔH=-394 kJ·mol−1

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)　　 ΔH=-111 kJ·mol−1

该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol−1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____（填标号）。

A．高温低压　　 B．低温高压　　 C．高温高压　　 D．低温低压

某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 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·L−2。

（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：

①由上表判断，催化剂X____Y（填“优于”或“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________填标号）。

A．K积、K消均增加　　　　　　　　　　 B．v积减小，v消增加

C．K积减小，K消增加　　　　　　　　　 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大

②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5（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________________。

高二化学综合题困难题查看答案及解析

CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：

（1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。

已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)　　 ΔH=-75 kJ·mol−1

C(s)+O2(g)=CO2(g)　　 ΔH=-394 kJ·mol−1

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)　　 ΔH=-111 kJ·mol−1

该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol−1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____（填标号）。

A．高温低压　　 B．低温高压　　 C．高温高压　　 D．低温低压

某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 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·L−2。

（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：

①由上表判断，催化剂X____Y（填“优于”或“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________填标号）。

A．K积、K消均增加　　　　　　　　　　 B．v积减小，v消增加

C．K积减小，K消增加　　　　　　　　　 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大

②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5（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________________。

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CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。

已知：CH4(g)+O2(g)＝CO2(g)+2H2(g)ΔH=-319kJ·mol−1

CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ·mol−1

回答下列问题：

(1)写出CH4-CO2催化重整反应的热化学方程式：_______________________________。

(2)某温度下，向密闭容器中充入CH4与CO2，发生CH4-CO2催化重整反应。测得平衡混合物中CO(g)的体积分数[φ(CO)]与起始投料比Z[Z=n(CH4)/n(CO2)]的关系如图所示；

①当Z=2时，CO2的平衡转化率ɑ=__________%。

②当Z=3时，反应达到平衡状态后，CO的体积分数可能是图1中的_________点(填“C”、“D”或“E”)。

(3)若CO2的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。

①由图可知压强p1__________p2(选填“>”、“<“或“=”)；

②在温度为T5℃，压强为P1条件下，向2L密闭容器中充入1molCH4与1molCO2发生CH4-CO2催化重整反应，则此条件下该反应的平衡常数为：_____________________；达平衡后若再充入1.5molCH4、1.5molCO2、1molCO、1molH2，则此时v正_______v逆(选填“>”、“<“或“=”)；在该条件下，以下能说明该反应已达平衡的是________________。

A．CH4与CO2的物质的量比为1：1

B．氢气的体积分数不变

C．混合气体的平均摩尔质量保持不变

D．当消耗1mol的CO2同时，有2mol的CO生成

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CH4-CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，有利于减小温室效应，其主要反应为CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ΔH＝+247 kJ·mol−1，同时存在以下反应：积碳反应：CH4(g)⇌C(s)+2H2(g) ΔH＝+75 kJ·mol−1，消碳反应：CO2(g)+C(s)⇌2CO(g) ΔH＝+172 kJ·mol−1，积碳会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如图。下列说法正确的是

A.高压利于提高 CH4 的平衡转化率并减少积碳

B.增大CO2与CH4的物质的量之比有助于减少积碳

C.升高温度，积碳反应的化学平衡常数K减小，消碳反应的K增大

D.温度高于600℃，积碳反应的化学反应速率减慢，消碳反应的化学反应速率加快， 积碳量减少

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CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知：①C(s)+2H2(g)=CH4(g)　　 ΔH=-75 kJ·mol−1②C(s)+O2(g)=CO2(g)　　 ΔH=-394 kJ·mol−1③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)　　 ΔH=-111 kJ·mol−1则该催化重整反应的ΔH等于

A. -580 kJ·mol−1　　 B. +247 kJ·mol−1　　 C. +208 kJ·mol−1　　 D. -430kJ·mol−1

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已知CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)， ΔH=+247kJ·mol−1，则有利于提高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

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CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。该原理不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：

(1)已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H=-75kJ•mol-1

C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-394kJ•mol-1

C(s)+O2(g)=CO(g)△H=-111kJ•mol-1

①催化重整反应的△H=______。

②L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时，CH4-CO2催化重整反应中CH4(g)的平衡转化率随X 的变化关系。

X代表的物理量是______；判断L1、L2的大小关系L1______L2填“”、“”或“”，并简述理由：______。

(2)某温度下，在体积为2L 的容器中加入2mol CH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，经过2min 达到平衡状态时测得CO2的转化率是50%。

①反应达到平衡状态的标志是______填字母。

A．单位时间内生成n mol的CH4的同时，生成n mol  的H2

B．c(CH4)：c(CO2)：c(CO)：c(H2)=1：1：2：2

C．反应体系中气体的总物质的量不变

D．容器中的混合气体密度不再发生变化

②平均化学反应速率v(CH4)______ mol•L-1•min-1；其平衡常数为______mol2•L-2；若其它条件不变增大压强，则合成反应的化学平衡常数______填“变大”、“变小”或“不变”。

③达到平衡后，其它条件不变时向反应容器中充入CO2和CO 各1mol，则化学平衡______移动填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”

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“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：

（1）CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4（g）+ CO2（g）2CO （g）+ 2H2（g）

①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

则该反应的ΔH=_________。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____（填标号）。

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 CH4、1 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·L-2。

（2）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液c（HCO3−）∶c（CO32 -）=2∶1，溶液pH=____。（室温下，H2CO3的K1=4×10-7；K2=5×10-11），0.1mol·L-1 NaHCO3溶液中阴离子的浓度由大到小的顺序为______________

（3）研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在_______极，该电极反应式是___________________________________

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“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：

（1）CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4（g）+ CO2（g）2CO （g）+ 2H2（g）

①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

则该反应的ΔH=_________。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____（填标号）。

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 CH4、1 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·L-2。

（2）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液c（HCO3−）∶c（CO32 -）=2∶1，溶液pH=____。（室温下，H2CO3的K1=4×10-7；K2=5×10-11），0.1mol·L-1 NaHCO3溶液中阴离子的浓度由大到小的顺序为______________

（3）研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在_______极，该电极反应式是___________________________________

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CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：

（1）CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4（g）+ CO2（g）2CO （g）+ 2H2（g）

①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

则该反应的ΔH=_________。分别在v L恒温密闭容器A（恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______（填“A” 或“B ”）。

（2）CO2可以被NaOH溶液捕获。

①若所得溶液pH=13，CO2主要转化为_______（写离子符号）；若所得溶液c（HCO3−）∶c（CO32−）=2∶1，溶液pH=___________。（室温下，H2CO3的K1=4×10−7；K2=5×10−11）

②当2molCO2通入3molNaOH被吸收时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)________。

a．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CO32−)＋c(HCO3-)＋c(OH－)

b．c(Na＋)>c(HCO3-)>c(CO32−)> c(OH－)>c(H＋)

c．3c(Na＋)＝2[c(CO32−)＋c(HCO3-) +c(H2CO3)]

（3）CO2辅助的CO—O2燃料电池，工作原理如图所示，固体介质中CO32— 可定向移动。电池的负极反应式：________________________________电池工作时需向某电极通入CO2以触发反应，该电极为_____________（填“甲”或“乙”）

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