题目内容

【题目】(1)利用CO2和CH4重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2),还可减少温室气体的排放(1)已知重整过程中部分反应的热化方程式为:

①CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH>0

②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH>0

③CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) ΔH<0

固定n(CO2)=n(CH4),改变反应温度,CO2和CH4的平衡转化率见图甲。

同温度下CO2的平衡转化率________(填“大于”“小于”或“等于”)CH4的平衡转化率。

(2)在密闭容器中通入物质的量均为0.1mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CO2(g) + CH4(g) 2CO(g) + 2H2(g),CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图乙所示。y点:v(正)_____v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。已知气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,求x点对应温度下反应的平衡常数Kp=__________________。

【答案】大于 大于

【解析】

(1)根据图示可以看出,CO2发生了其他副反应;

(2)①反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)是个气体体积增大的反应,根据压强对化学平衡的影响作答;

②CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g),利用三段式计算平衡时各组分物质的量,利用压强之比等于物质的量之比计算平衡时总压强,再计算各组分分压,根据Kp= 计算;

(1)根据图示可以看出,CO2发生了其他副反应,同温度下CO2的平衡转化率大于CH4的平衡转化率,故答案为:大于;

(2)反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)是个气体体积增大的反应,压强越大,CH4的转化率越小,由图可知相同温度下,P1条件下的转化率大于P2,则P1小于P2;压强为P2时,在Y点反应未达到平衡,则反应正向移动,所以v(正)>v(逆),由图知道该温度下X所处条件下平衡时甲烷的转化率为50%,列三段式:

总物质的量=0.3mol,总压为P2,其平衡常数Kp==;

故答案为:大于;。

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