氫能源是公認的環(huán)境友好型二次能源,對其開發(fā)和利用是科研領域研究的熱點。
已知:
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165kJ/mol;
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH=+41kJ/mol。
回答下列問題:
(1)①甲烷與水蒸氣催化反應制備H2和CO的合成氣熱化學方程式為 CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)ΔH=+206kJ/molCH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)ΔH=+206kJ/mol。
②制備合成氣時,會因副反應CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0而使合成氣產(chǎn)率降低。制備合成氣時應選擇的反應條件為 BB。
A.高溫高壓
B.高溫低壓
C.低溫高壓
D.低溫低壓
(2)在密閉容器中通入3mol的H2和1mol的CO2發(fā)生反應,分別在壓強為1MPa和10MPa下進行反應。實驗中對平衡體系的三種含碳物質(zhì)(CO2、CO、CH4)進行分析,其中溫度對CO和CH4在三種物質(zhì)中的體積分數(shù)影響如圖1所示。
①1MPa時,表示CO平衡體積分數(shù)隨溫度變化關系的曲線是 cc。M點平衡體積分數(shù)高于N點的原因是 溫度相同時,增大壓強使反應①平衡正向移動,水的體積分數(shù)增大,CO2和H2的體積分數(shù)減少,有利于反應②逆向移動,故高壓時,CO體積分數(shù)降低,M點高于N點(或者,溫度相同時,降低壓強使反應①平衡逆向移動,水的體積分數(shù)減小,CO2和H2的體積分數(shù)增大,有利于反應②平衡正向移動,故低壓時,CO的體積分數(shù)增大,M點高于N點)溫度相同時,增大壓強使反應①平衡正向移動,水的體積分數(shù)增大,CO2和H2的體積分數(shù)減少,有利于反應②逆向移動,故高壓時,CO體積分數(shù)降低,M點高于N點(或者,溫度相同時,降低壓強使反應①平衡逆向移動,水的體積分數(shù)減小,CO2和H2的體積分數(shù)增大,有利于反應②平衡正向移動,故低壓時,CO的體積分數(shù)增大,M點高于N點)。
②圖中當CH4和CO平衡體積分數(shù)均為40%時,若容器的體積為1L,該溫度下反應①的平衡常數(shù)K的值為 2.882.88。
(3)部分合金可用于氫能源的存儲。一定溫度下,某儲氫合金(M)的儲氫效率(固相中氫原子與金屬原子的數(shù)目之比)與溫度(T)和氫氣的平衡壓強(p)的關系如圖2所示。在OA段,氫溶解于M中形成固溶體MHx;在AB段,發(fā)生氫化反應的化學方程式為zMHx(s)+H2(g)?zMHy(s)。
①T1時zMHx(s)+H2(g)?zMHy(s)的平衡常數(shù)Kp=1p1(kPa)-11p1(kPa)-1。(用含p1的代數(shù)式表示,Kp為用分壓表示的平衡常數(shù))
②當反應處于圖中a點時,保持溫度不變,向恒容體系中通入少量氫氣,達到平衡后反應可能處于圖中的 cc點。(填“b”、“c”或“d”)
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【答案】CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)ΔH=+206kJ/mol;B;c;溫度相同時,增大壓強使反應①平衡正向移動,水的體積分數(shù)增大,CO2和H2的體積分數(shù)減少,有利于反應②逆向移動,故高壓時,CO體積分數(shù)降低,M點高于N點(或者,溫度相同時,降低壓強使反應①平衡逆向移動,水的體積分數(shù)減小,CO2和H2的體積分數(shù)增大,有利于反應②平衡正向移動,故低壓時,CO的體積分數(shù)增大,M點高于N點);2.88;(kPa)-1;c
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:17引用:1難度:0.5
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1.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,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=
(2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關系如圖所示。
①T℃時,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2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
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。陽極的電極反應式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,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:60引用:6難度:0.6 -
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:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3