工业上利用天然气(主要成分是CH4)与H2O进行高温重整制备合成气(CO+H2),CO和H2在一定条件下能制备甲

作者&投稿:简霄 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
工业上利用天然气(主要成分是CH4)与H2O进行重整制备合成气(CO+H2),CO和H2在一定条件下能制备甲醛、~

(1)已知:①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(g)△H=-1302.6kJ?mol-1②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ?mol-1依据盖斯定律计算(①-②×3)×12得到天然气与水蒸气在高温下反应制备合成气的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+74.1 kJ?mol-1;故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+74.1 kJ?mol-1;(2)①0~2min内,V(CH4)=0.2mol/L?0.1mol/L2min=0.05mol/L?min;一氧化碳的平均反应速率v(CO)=V(CH4)=0.05mol/L?min,故答案为:0.05;②根据图象可知3min时,平衡时甲烷的浓度为0.1mol/L,氢气的浓度为0.3mol/L,则: CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)开始(mol/L):0.2 0.3 0 0变化(mol/L):0.1 0.1 0.1 0.3平衡(mol/L):0.1 0.2 0.1 0.34min时甲烷的浓度为0.09mol/L,浓度减小0.1-0.09=0.01水的浓度为0.19mol,浓度减小0.2-0.19=0.01;CO的浓度为0.11,浓度增大0.11-0.1=0.01氢气的浓度为0.33,浓度增大0.33-0.3=0.03浓度变化量之比为1:1:1:3,等于化学计量数之比,应是改变温度平衡向正反应方向移动,该反应正反应是吸热反应,故3min改变条件为升高温度;故答案为:正反应;升高温度;(3)①该反应正反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,甲烷的含量降低,故温度T1<T2,故答案为:<;②碳水比[n(CH4)n(H2O)]值越大,平衡时甲烷的转化率越低,含量越高,故x1>x2,故答案为:>;③该反应正反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动,平衡时甲烷的含量降低,故p1>p2,故答案为:>.

根据CH4、H2、和CO的燃烧热可知,各物质燃烧的热化学方程式:①O2(g)+2H2(g)=2H2O(L)△H=-571.6kJ?mol -1;②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(L)△H=-890.3kJ?mol-1;③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.03kJ?mol-1,利用盖斯定律将②-①-③可得:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.3 kJ?mol -1,即生成2molCO,需要吸热247.3 KJ,故得到1立方米的CO吸热为1000L22.4L/mol×12×247.3 KJ=5.52×103KJ,故答案为:5.52×103KJ.

(1)已知:①H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ?mol-1
②CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g) )△H=-283.0kJ?mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l))△H=-890.3kJ?mol-1
④H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ?mol-1
利用盖斯定律将④+③-②-3×①可得:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
△H=(-44.0kJ?mol-1)+(-890.3kJ?mol-1)-(-283.0kJ?mol-1)-3×(-285.8kJ?mol-1)=+206.1 kJ?mol-1
故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1 kJ?mol-1
(2)根据图象可知3min时,平衡时甲烷的浓度为0.1mol/L,氢气的浓度为0.3mol/L,则:
             CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
开始(mol/L):0.2      0.3      0      0
变化(mol/L):0.1      0.1      0.1    0.3
平衡(mol/L):0.1      0.2      0.1    0.3
4min时甲烷的浓度为0.09mol/L,浓度减小0.1-0.09=0.01
水的浓度为0.19mol,浓度减小0.2-0.19=0.01;
CO的浓度为0.11,浓度增大0.11-0.1=0.01
氢气的浓度为0.33,浓度增大0.33-0.3=0.03
浓度变化量之比为1:1:1:3,等于化学计量数之比,应是改变温度平衡向正反应方向移动,该反应正反应是吸热反应,故3min改变条件为升高温度;
故答案为:正;升高温度;
(3)①该反应正反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,甲烷的含量降低,故温度t1<t2,故答案为:<;
②碳水比[
n(CH4)
n(H2O)
]值越大,平衡时甲烷的转化率越低,含量越高,故x1>x2,故答案为:>;
③该反应正反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动,平衡时甲烷的含量降低,故p1>p2,故答案为:>;
(4)①正极发生还原反应,氧气在正极放电生成氢氧根离子,正极电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案为:O2+4e-+2H2O=4OH-
②参与反应的氧气在标准状况下体积为8960mL,物质的量为
8.96L
22.4L/mol
=0.4mol,根据电子转移守恒可知,生成二氧化碳为
0.4mol×4
8
=0.2mol,n(NaOH)=0.1L×3.0mol?L-1=0.3mol,n(NaOH):n(CO2)=0.3mol:0.2mol=3:2,介于1:1与2:1之间,故生成碳酸钾、碳酸氢钾,令碳酸钾、碳酸氢钾的物质的量分别为xmol、ymol,则x+y=0.2,2x+y=0.3,解得x=0.1,y=0.1,溶液中碳酸根水解,碳酸氢根的水解大于电离,溶液呈碱性,故c(OH-)>c(H+),碳酸根的水解程度大于碳酸氢根,故c(HCO3-)>c(CO32-),钾离子浓度最大,水解程度不大,碳酸根浓度原大于氢氧根离子,故c(K+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),
故答案为:c(K+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+).

唐诗为何为一代文学?
答:2. 盛唐 (712 -- 675):盛唐时期是唐诗的黄金时代。当时优秀诗人如群星丽天,还出现了两位光耀千古的伟大诗人 -- 李白和杜甫。除李、杜外,高适、岑参、王维、孟浩然也是杰出的诗人。、面向外部世界。初唐诗歌发展的脉络是从宫廷御用转向个人抒情。盛唐诗歌普遍的主题是社会政治主题,盛唐诗歌反映了唐人...