题目

CH4和CO2一样是主要的温室气体，且性质稳定，但CH4的温室效应约为相同质量CO2的120倍，在1000℃以上CH4会完全分解为炭黑。研究如何转化CO2和CH4对减少温室气体的排放，改善大气环境具有重要的意义。 （1） 573K时，CO2能与H2在催化剂下转化生成CH3OH。已知： ⅰ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol-1 ⅱ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=-90.4kJ·mol-1 请写出CO2与H2反应生成CH3OH(g)的热化学方程式。 （2） 用Ni作催化剂，在一定的温度和压强下，CO2与CH4发生反应：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)ΔH=+274.3kJ·mol-1。 下列反应条件有利于提高CH4平衡转化率的是      (填正确答案标号)。 A . 适当升高温度 B . 降温同时加压 C . 增大CO2的量 D . 选择更合适的催化剂 （3） 某化学实验小组将1molCH4与1molCO2充入1L的恒容密闭容器中，使其发生反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)，测得CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的关系如图所示。 ①1200K之前CO2的平衡转化率大于CH4可能的原因是。 ②923K时，该反应在10min达到平衡，则0～10min内CH4的平均反应速率为 mol·L-1·min-1。 （4） 2014年我国科学家成功实现甲烷在无氧条件下选择活化，一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等高值化学品。某化学研究室将2molCH4充入1L的密闭容器中，在单中心铁的催化作用下，CH4主要转化为C2H4 ， 同时还有C6H6(g)、H2生成，反应达到平衡时测得n(C2H4)=0.6mol、C6H6(g)=0.05mol，则反应2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g)的平衡常数K=(计算结果保留一位小数)。 （5） 利用电化学装置可实现将CH4和CO2两种分子转化为常见化工原料，其原理如图所示： ①多孔电极a为(填“阴极”或“阳极”)。 ②若生成的C2H6和C2H4的体积比为1：1，则多孔电极b发生的反应为。 ③当生成C2H6和C2H4各0.1mol时，转化的CH4和CO2的总体积在标准状况下是L。 答案： 【1】CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.2kJ·mol-1 A,C 【1】CO2会与生成的H2反应，所以转化率更高【2】0.06 【1】6.5 【1】阴极【2】4CH4-6e-+3O2-=C2H6+C2H4+3H2O【3】15.68

查看本题答案和解析