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工业上利用CO2和H2催化氢化可以制取甲烷。 (1)已知 ①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890 kJ·mol-1 ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) Δ...
题目内容:
工业上利用CO2和H2催化氢化可以制取甲烷。
(1)已知 ①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890 kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH= -572 kJ·mol-1
③H2O(l)=H2O(g) ΔH= +44 kJ·mol-1
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
据此,a=_________;升高温度,该反应的v(逆)_____(填“增大”或“减小”)。
(2)在一定压强、不同温度下,两种催化剂分别催化CO2加氢甲烷化反应2h的结果如图1所示(一定温度下仅改变催化剂,其他条件不变):a、b-催化剂I; c、d-催化剂II。甲烷化选择性:指含碳产物中甲烷的物质的量分数。请据图1分析:
①催化剂I实验,400 ℃~450℃时CO2转化率下降的原因可能为___________(写1条)。
②催化剂II实验,检测密闭容器中产物发现,温度升高甲烷的选择性下降是发生了:CO2(g)+ H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH>0。若保持温度不变,提高甲烷化选择性可以采取的措施:______________(写2条)。
(3)下列与甲烷化反应有关的描述中,正确的是______:
A.单位时间内断裂1molC=O键的同时断裂1molC-H,说明该反应已达平衡
B.照上述反应使用催化剂,其Ⅰ的活化能比Ⅱ的活化能大
C.在绝热的密闭容器中进行时,当容器中温度不变时说明达到平衡
D.催化剂Ⅰ下,300-450℃内,选择性保持不变的主要原因是其它副反应的速率很慢
(4)催化剂I实验, 400℃时,向2L固定体积的密闭容器中通入1mol CO2和4mol H2,CH4物质的量随时间的变化趋势如图2时所示,则2h内H2平均反应速率为____________;平衡常数K=____________。若其他条件不变,反应在恒压条件下进行,请在图2中画出反应体系中n(CH4)随时间t变化的趋势图____________________。
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