利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题:(1)甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为:CH4+H2O

利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题:(1)甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为:CH4+H2O

题型:0123 模拟题难度:来源:
利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题:
(1)甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为:CH4+H2O=CO+3H2。部分物质的燃烧热数据如下表
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式
_________________________。
(2)500℃、50MPa时,在容积为VL的容器中加入1mol N2、3mol H2,此时N2的转化率为a。则平衡时
NH3的浓度为______________。
(3)1,3―丙二醇是重要的化工原料,用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下CH2=CH2HOCH2CH2CHOHOCH2CH2CH2OH 某化工厂已购得乙烯11.2t,考虑到原料的充分利用,反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得假设在生产过程中,反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%,计算至少需要焦炭___________吨、甲烷_________吨,才能满足生产需要。
答案
(1)CH4(g)+H2O(g)==CO(g)+3H2(g) △H=+206.1 kJ·mol-1
(2)2a/Vmol/L
(3)3.0t;4.0t
举一反三
煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。
已知:的平衡常数随温度的变化如下表
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温度/℃
400
500
800
平衡常数Kc
9.94
9
1
恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应:A(气)+B(气)C(气)
(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成amol C,这时A的物质的量为___________mol。
(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为___________mol。
(3)若开始时放入x molA,2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3a mol,则
x=___________mol,y=___________mol。平衡时,B的物质的量___________(选填一个编号)
(甲)大于2 mol (乙)等于2 mol (丙)小于2 mol (丁)可能大于、等于或小于2mol
作出此判断的理由是___________。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是___________。若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。
(5)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成b molC。将b与(1)小题中的a进行比较___________(选填一个编号)。
(甲)a<b (乙)a>b (丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小
作出此判断的理由是___________。
硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:
(1)以N2和H2为原料合成氨气。一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的11/12,则N2的转化率α1____________;若容器压强恒定,达到平衡状态时,N2的转化率为α2,则α2 _______α1(‘填“>”、“<”或“=”)。
(2)用氨催化氧化法可生产硝酸,其生产过程可表示为:
4NH3+5O24NO+6H2O,4NO+3O2+2H2O=4HNO3
现以5.1吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸,理论上需要加水的质量为_____________吨。(假设生产过程中反应物和生成物均无损耗)
(3)硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:
2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2,NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2。若在标准状况下有NO、NO2的混合气体(不考虑N2O4)恰好与50mL 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液反应完全,且生成NaNO2和NaNO3的物质的量的比为4:1,则在混合气体中NO气体的体积分数为多少?(请写出计算过程)
在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行以下反应:A(g)+2B(g)3C(g),已知加入1molA和3molB且达到平衡后,生成了amol C。
(1)达到平衡时,C在反应混合气中的体积分数是_____________(用含字母a的代数式表示)。
(2)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2molA和6mol B,达到平衡后,C的物质的量为
___________mol(用含字母a的代数式表示),此时C在反应混合气中的体积分数与原平衡相比_________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2mol A和8mol B,若要求平衡后C在反应混合气中体积分数仍与原平衡相同,则还应加入C_____________mol。
在1 L密闭容器中,把1mol A和1mol B混合发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),当反应达到平衡时,生成0.4mol D,并测得C的平衡浓度为0.4mol·L-1,下列叙述中不正确的是
[     ]
A.x的值为2
B.A的转化率为40%
C.B的平衡浓度为0. 8 mol·L-1
D.D的体积分数为20%