4.天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷.
(1)工业上可用煤制天然气,生产过程中有多种途径生成CH4
已知:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)△H=-41kJ•mol-1
C(s)+2H2(g)?CH4(g)△H=-73kJ•mol-1
2CO(g)?C(s)+CO2(g)△H=-171kJ•mol-1
则CO与H2反应生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式为CO (g)+3H2(g)═CH4(g)+H2O(g)△H=-203kJ•mol-1
(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS.一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并再生出吸收液,则该反应的化学方程式为2NH4HS+O2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2NH3•H2O+2S↓.
(3)天然气的一个重要用途是制取H2,其原理为:CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g).在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol•L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示,则压强P1<P2(填“>”或“<”);压强为P2时,在Y点:v(正)>v(逆)(填“>”、“<”或“=”);写出X点对应温度下的该反应的平衡常数计算式K=$\frac{0.1{6}^{2}×0.1{6}^{2}}{0.02×0.02}$(不必计算出结果).

(4)以二氧化钛表面覆盖CuAl2O4为催化剂,可以将CH4和CO2直接转化成乙酸.
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示.在275~400℃之间,乙酸的生成速率先降低后升高的原因是温度在275°C升至300°C时,达平衡后催化剂催化效率降低的因素超过了温度升高使速率增大的因素,所以乙酸生成速率降低;当温度由300o升至400oC时,温度升高使反应速率增大的因素超过了催化剂催化效率降低的因素,所以乙酸的生成速率又增大.
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是增大反应压强或增大CO2的浓度(写一条).
③乙酸(用HAc表示)电离方程式为HAc?H++Ac-,电离常数用Ka表示;乙酸根的水解方程式为Ac-+H2O?OH-+HAc,水解常数用Kh表示,则Kh=$\frac{Kw}{Ka}$(用Ka和水的离子积KW表示).
 0  159981  159989  159995  159999  160005  160007  160011  160017  160019  160025  160031  160035  160037  160041  160047  160049  160055  160059  160061  160065  160067  160071  160073  160075  160076  160077  160079  160080  160081  160083  160085  160089  160091  160095  160097  160101  160107  160109  160115  160119  160121  160125  160131  160137  160139  160145  160149  160151  160157  160161  160167  160175  203614 

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