【题目】探索CO和NO2这类化合物的特征及反应机理,对处理该类化合物的污染问题具有重要意义。回答下列问题:
I.CO可以与H2反应制备合成天然气(SNG)。涉及反应如下:
CO甲烷化:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)1=-206.2kJ·mol-1
水煤气变换:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)2=-41.2kJ·mol-1
(1)反应CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)的=_____kJ·mol-1。某温度下,分别在起始体积相同的恒容容器A、恒压容器B中加入1molCO2和4molH2的混合气体,两容器反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_____(填“A”或“B”)。
(2)在恒压管道反应器中将原料气H2和CO按一定比例通入,在催化剂作用下制备合成天然气,400℃、p总为100kPa时反应体系平衡组成如表所示。
组分 | CH4 | H2O | H2 | CO2 | CO |
体积分数/% | 45.0 | 42.5 | 10.0 | 2.00 | 0.500 |
该条件下CO的总转化率α=______。若将管道反应器升温至500℃,反应达到平衡后CH4的体积分数______45.0%(填“>”、“<”或“=”)。
II.NO2可发生二聚反应生成N2O4,化学方程式为2NO2N2O4。该反应达到平衡后,升高温度可使体系颜色加深。
(3)已知该反应的正反应速率方程为υ正=k正·c2(NO2),逆反应速率方程为υ逆=k逆·c(N2O4),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。则右图(lgk表示速率常数的对数;表示温度的倒数)所示①、②、③、④四条斜线中,能表示lgk正随变化关系的是斜线______,能表示lgk逆随变化关系的是斜线______。
(4)图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a+1.5、a+0.5、a-0.5、a-1.5,则T1温度时化学平衡常数K=______mol-1·L。已知T1温度时,某时刻恒容密闭容器中NO2、N2O4浓度均为0.2mol·L-1,此时υ正______υ逆(填>或<);该反应达到平衡后,若将温度从T1升高到T2重新达到平衡,则T1温度时平衡压强p(T1)______T2温度时平衡压强p(T2)(填“>”、“=”或“<”),原因是______。