煤、石油等傳統(tǒng)能源使用時(shí)污染嚴(yán)重，且日漸枯竭，科學(xué)家們尋找其他清潔能源作為替代品，其中甲烷的開(kāi)發(fā)利用成為一個(gè)熱點(diǎn)。以下是甲烷水蒸氣重整的應(yīng)用：
已知：甲烷水蒸氣重整原理CH4（g）+2H2O（g）?CO2（g）+4H2（g） ΔH3=+165kJ/mol。
（1）向恒容容器中加入1molCH4和2molH2O，在恒定的溫度，初始?jí)簭?qiáng)aMPa下進(jìn)行反應(yīng)。
①當(dāng)分離出0.8molH2時(shí)，分離比η=0.20.2（分離比η=n（H2）4n（CH4），實(shí)際H2分離量與CH4完全轉(zhuǎn)化時(shí)得到的H2量的比例，體現(xiàn)H2分離的程度）。
②如圖是甲烷平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、H2分離比的關(guān)系，其中η1、η2、η3的由大到小的關(guān)系是 η3＞η2＞η1η3＞η2＞η1。
③η3=0.25時(shí)，A點(diǎn)氣體的總壓p（總） ==aMPa（填“＞”、“=”、“＜”）；H2的分壓p（H2）=a3a3MPa；平衡常數(shù)Kp=a29a29（MPa）2。
（2）從反應(yīng)體系中分離出H2、CO2需要消耗能量（分離能耗），不同分離方式需要的分離能耗與甲烷平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖2所示，在提供相同的分離能量時(shí)，哪種分離方式更有利于提高甲烷平衡轉(zhuǎn)化率 雙分離H2和CO2雙分離H2和CO2。
n
（
H
2
）
4
n
（
C
H
4
）
a
3
a
3
a
2
9
a
2
9
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；化學(xué)平衡的影響因素．
【答案】0.2；η3＞η2＞η1；=；；；雙分離H2和CO2
a
3
a
2
9
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：39引用：1難度：0.5
相似題
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1．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：62引用：6難度：0.6 -
2．氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái)，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來(lái)源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時(shí)，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T(mén)2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測(cè)得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號(hào)）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為，一段時(shí)間后陰、陽(yáng)兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測(cè)得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時(shí)A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開(kāi)始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3