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将生物质气(主要成分为CO、CO2和H2)甲烷化是改善燃气质量、改善燃气热值的有效手段之一。在催化剂的作用下,某密闭容器中,进行生物质气甲烷化时发生的主要反应为 ①CO(g)+3H2(g)CH4(g)...
题目内容:
将生物质气(主要成分为CO、CO2和H2)甲烷化是改善燃气质量、改善燃气热值的有效手段之一。在催化剂的作用下,某密闭容器中,进行生物质气甲烷化时发生的主要反应为
①CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) △H1;
②CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H2=-165.1kJ·mol-1;
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.2kJ·mol-1。
请回答下列问题:
(1)△H1=___________,该反应在___________(填“高温”或“低温”)条件下能够自发进行。
(2)在合成气投料比保持恒定时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。α(CO)随温度升高而减小的原因是______________________。图中的压强由大到小的顺序为___________。
(3)温度为T1℃,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g),该反应中,正反应速率为v正=k正c(CO)c3(H2),逆反应速率为v逆=k逆c(CH4)·c(H2O),k正、k逆为速率常数,受温度影响。在第I个容器中,3min反应达到平衡时,CH4与CO的体积分数相同,则氢气的速率v(H2)=___________;下列说法正确的是___________(填序号)。
A.当温度改变为T2时,若k正=1.5k逆,则T2>T1
B.达平衡时,容器Ⅱ中H2的体积分数小于25%
C.达平衡时,容器Ⅲ与容器I中的总压强之比小于19︰20
D.达平衡时,容器Ⅱ中α(CO)大于容器I中α(CO)
(4)甲烷可作燃料电池的原料,若电解质为盐酸,当外电路转移16mol电子时(不考虑电子的损失),将负极产生的气体全部通入到2L1.5mol/L的NaOH溶液中充分反应,则溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序是______________________。
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