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  • 1. (2022高三上·广东月考) 的过量排放会造成温室效应,科学家提出用固定并生成甲烷进行综合利用。反应历程如下(吸附在催化剂表面的物种用*标注):

     

     

     

     

     

     

    主反应生成甲烷和气态水,该反应可逆且正反应方向放热。副反应是吸热反应。

    回答下列问题:

    1. (1) 根据上述反应历程,写出主反应的热化学方程式:(△H用相应步骤的焓变的代数式表示)。反应 , 用键能计算的焓变与测得的焓变不一致,原因为,该反应平衡常数的表达式为
    2. (2) 380℃时,向1L恒容密闭容器中充入1mol 和4mol  , 同时发生主副反应。平衡后测得c()=1.93mol/L,c()随时间(t)的变化如图所示:

      ①温度高于380℃,重复上述过程,请在答题卷框中画出,c()随时间的变化曲线,并做必要的标注 (假设温度不影响催化剂活性,不考虑副反应影响)。

      ②380℃时,主反应的平衡常数K=(写出计只算式,不用计算出结果)。

      ③若将容器改为绝热容器,初始温度为380℃,其他条件不变,反应物主要发生主反应,少部分发生副反应,达到新平衡时,甲烷的产率降低,解释甲烷产率降低的原因:

    3. (3) 为实现连续性生产,将按体积比为1:4的混合气体,控制40mL/min的气流速率通过380℃催化剂表面,通过催化剂后反应仍未平衡。

      ①欲提高产率,可采取的措施是(写一种即可)。

      ②测得的转化率为80%,则的反应速率为mL/min。

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