将水煤气转化成合成气,然后合成各种油品和石化产品是化工的极为重要的领域。除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4,继续除去H2S后,可
题型:不详难度:来源:
将水煤气转化成合成气,然后合成各种油品和石化产品是化工的极为重要的领域。除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4,继续除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气。 (1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。 ①此反应的化学平衡常数表达式为 。 ②下列能增大碳的转化率的措施是 。A.加入C(s) | B.加入H2O(g) | C.升高温度 | D.增大压强 | (2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:CH4(g)+3/2O2(g) CO(g)+2H2O(g) ΔH="-519" kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同) ①X在750℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍; ②Y在600℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍; ③Z在440℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍; 已知根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是 (填“X”、“Y”或“Z”),选择的理由是 。 |
答案
(1)①K=c(CO)c(H2)/c(H2O) ②B、C (2)Z 催化剂效率高且活性温度低 |
解析
(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式为K=c(CO)c(H2)/c(H2O)。增大C的转化率,需要使平衡向正反应方向移动,C为固体对平衡移动无影响;加入H2O(g)平衡向正反应方向移动,C的转化率增大;正反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动;增大压强,平衡向逆反应方向移动。 (2)催化剂对正逆反应速率的改变程度是相同的,Z对反应速率的影响最大,且反应需要的温度最低,有利于提高经济效益 |
举一反三
决定化学反应速率的根本因素是A.温度和压强 | B.反应物的浓度 | C.反应物的性质 | D.催化剂 |
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下列说法不正确的是:A.能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子 | B.活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能 | C.催化剂能参与反应,可降低原反应所需活化能 | D.非活化分子也有可能发生有效碰撞 |
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已知:2NO2(g)N2O4(g);△H<0。在恒温恒容条件下,将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2L的密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如图⑴所示。请回答:
(1)a点时,v(正) v(逆)(填“<”、“>”或“=”),X线、Y线中代表N2O4的是 ; (2)反应在第10 min达到平衡,则前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)= mol·L-1·min-1。该温度下,反应的平衡常数K= (可用分数表示); (3)在第25分钟,进行的操作是 ; (4)a、b、c、d四点对应的时刻,NO2物质的量浓度由小到大的顺序是 ,再次平衡时的d点NO2的体积分数比b点时 (填“大”、“小”或“相等”); (5)假如在第35分钟从容器中移去0.4mol N2O4,并加入适当催化剂使反应在第40分钟达到平衡,请在图⑴中画出从第35分钟以后两种物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系,并标注所画线条对应的物质。 |
反应2X(g)+Y(s)2Z(g) ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是A.减小容器体积,平衡不移动 | B.增大Y的量,Z的百分含量增大 | C.加入催化剂,X的转化率增大 | D.降低温度,正反应速率增大、逆反应速率减小 |
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对处于平衡状态的反应2A(g)+B(g)2C(g) △H<0,下列叙述正确的是A.增大A浓度的瞬间,V正 增大,V逆不变 | B.升高温度,V正 减小,V逆增大 | C.增大压强. V正 增大,V逆 减小 | D.加入催化剂,V正、V逆 都增大 |
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