【题目】CO、H2是煤的气化产物,在生产生活中用途广泛。

(1)CO还原法处理大气污染物SO2

①2CO(g) + SO2(g) S(s)+2CO2(g) H = -270 kJ·mol-1,该反应的平衡常数表达式为__。

②在绝热恒容的密闭容器中进行上述反应,下列说法正确的是_____。

a 若混合气体密度保持不变,则已达平衡状态

b 达平衡后若再充人一定量CO2,平衡常数保持不变

c 分离出部分S,正、逆反应速率均保持不变,平衡不移动

d 从反应开始到平衡,容器内气体的压强保持不变

③向2 L恒温恒容密闭容器中通人2 mol CO、1 mol SO2,分别进行a、b、c三组实验。在不同催化剂件下发生反应:2CO(g) + SO2(g) S(s)+2CO2(g) H = -270 kJ·mol-1,反应体系总压随时间的变化如下表所示,则三组实验温度的大小关系是_____(用a、b、c表示),实验a从反应开始至45s达到平衡,则该过程反应速率v(SO2)__________(结果保留2位有效数字)。

0s

40s

45s

60s

a

175

142

140

140

b

160

120

120

120

c

160

130

125

120

(2)利用CO、H2可制备天然气,主要反应为:

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) H1=-206.2 kJ·mol1;

CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) H2 = -41.0 kJ·mol-1;

H2O(l) ═H2O(g) H3 =+44 kJ·mol-1 。

回答下列问题:

①反应CO2(g) + 4H2(g) CH4(g) + 2H2O(l) 的H4 = ________ kJ·mol-1。某温度下,分别在起始容积相同的恒压容器A、恒容容器B中加人1molCO2和4molH2的混合气体,两容器反应达到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按n(H2):n(CO) = 3:1通入原料气,在催化剂作用下制备合成天然气,400 ℃ p总为100 kPa时反应体系平衡组成如下表所示:

组分

CH4

H2O

H2

CO2

CO

体积分数/%

45.0

42.5

10.0

1.50

1.00

则该条件下CO的总转化率α=____。

③制备合成天然气采用在原料气中通入水蒸气来缓解催化剂积碳。

积碳反应为:反应I :CH4(g) C(s) + 2H2(g) H = +75 kJ·mol-1;

反应Ⅱ:2CO(g) C(s) + CO2(g) H = -172 kJ·mol-1,

平衡体系中水蒸气浓度对积碳量的影响如图所示,下列说法正确的是__。

A 曲线1在700 ~ 800℃积碳量减小的原因可能是反应Ⅱ逆向移动

B 曲线1在550 ~700℃积碳量增大的原因可能是反应I、Ⅱ的速率增大

C 曲线2、3在550 ~800℃积碳量较低的原因是水蒸气稀释作用使积碳反应速率减小

D 水蒸气能吸收反应放出的热量,降低体系温度至550℃以下,有利于减少积碳

 0  202307  202315  202321  202325  202331  202333  202337  202343  202345  202351  202357  202361  202363  202367  202373  202375  202381  202385  202387  202391  202393  202397  202399  202401  202402  202403  202405  202406  202407  202409  202411  202415  202417  202421  202423  202427  202433  202435  202441  202445  202447  202451  202457  202463  202465  202471  202475  202477  202483  202487  202493  202501  203614 

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