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
①写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=-162kJ•mol-1
已知:
CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)△H1=-41kJ•mol-1
C(s)+2H2(g)?CH4(g)△H2=-73kJ•mol-1 2CO(g)?C(s)+CO2(g)△H3=-171kJ•mol-1
②科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统:,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4.写出铜电极表面的电极反应式CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O.为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量硫酸(填“盐酸”或“硫酸”).

(2)天然气制取H2的原理为:CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g).在密闭容器中通入浓度均为0.125mol•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“=”);求温度为1100℃,压强为P2时该反应的平衡常数K=2.56 mol2•L-2(计算结果保留三位有效数字).
(3)天然气也可重整生产化工原料,最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X.由质谱分析得X的相对分子质量为106,其核磁共振氢谱如上图2,则X的结构简式为.(相对原子量:C-12  H-1)
3.在一容积为4L的密闭容器中,加入0.4mol的N2和1.2mol的H2在一定条件下发生如下反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g )△H<0,反应中NH3的物质的量浓度变化情况如如图:

(1)根据如图1,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(NH3)为0.025mol/(L•min).
(2)随温度的升高,该反应的化学平衡K值将.减小(填“增大”、“减小”“不变”).
(3)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其它条件不变,若改变反应温度,则NH3的物质的量浓度不可能为ac.
a.0.20mol/L    b.0.12mol/Lc.0.10mol/L d.0.08mol/L
(4)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其它条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡向正反应方向移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”).
(5)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25mol/L),请在图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线.
(6)在三个相同容器中各充入1molN2和3molH2,在某一不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化曲线如图2.下列说法正确的是D(填序号).
A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且P2>P1
B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且P1>P2
C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2
D.图Ⅱ可能是同温同压下,催化剂性能对反应的影响,且1>2.
 0  173773  173781  173787  173791  173797  173799  173803  173809  173811  173817  173823  173827  173829  173833  173839  173841  173847  173851  173853  173857  173859  173863  173865  173867  173868  173869  173871  173872  173873  173875  173877  173881  173883  173887  173889  173893  173899  173901  173907  173911  173913  173917  173923  173929  173931  173937  173941  173943  173949  173953  173959  173967  203614 

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