甲烷水汽重整反應(yīng)是我國主要的制氫技術(shù)，有關(guān)反應(yīng)如下：
反應(yīng)i：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）ΔH1=akJ?mol-1；
反應(yīng)ii：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）ΔH2=bkJ?mol-1。
回答下列問題：
（1）反應(yīng)i、反應(yīng)ii的平衡常數(shù)分別為K1=1.198×e-26830273+T、K2=1.767×e1000273+T，反應(yīng)溫度為T℃。
①b ＜＜（填“＜”或“＞”）0。
②對于反應(yīng)i,v正=k正（CH4）?c（H2O），v逆=k逆c（CO）?c3（H2）（k正、k逆為速率常數(shù)，僅與溫度有關(guān)）。向等壓密閉容器中充入2molCH4、2molH2O僅發(fā)生反應(yīng)i,達到平衡后生成1molCO和3molH2。下列說法不正確的是 DD（填標號）。
A.CO的體積分數(shù)保持不變能判斷反應(yīng)處于平衡狀態(tài)
B.及時分離出CO，有利于提高甲烷的轉(zhuǎn)化率
C.1000℃時，k正一定小于k逆
D.其他條件不變，達平衡后再向容器中充入1molCH4，1molH2O、1molCO、3molH2，則v正＞v逆
（2）一定溫度下，向恒容密閉反應(yīng)器中通入CH4和H2O（g），起始時CH4和H2O（g）的分壓分別為1MPa、3MPa,發(fā)生反應(yīng)i和反應(yīng)ii。反應(yīng)進行t1min時達到平衡狀態(tài)，此時CO、CO2的分壓分別為mMPa、nMPa。
①H2（g）的平衡分壓為 3m+4n3m+4nMPa（用含m,n的代數(shù)式表示，下同）。
②反應(yīng)ii的Kp=n（3m+4n）m（3-m-2n）n（3m+4n）m（3-m-2n）（用平衡時各物質(zhì)的分壓代替物質(zhì)的量濃度）。
（3）復(fù)合載氧體可以氧化甲烷制取合成氣（CO、H2），如圖為350℃時載氧體的質(zhì)量與時間的關(guān)系[一定條件下有積碳反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)iii：2CO（g）?CO2（g）+C（s）或反應(yīng)iv：CH4（g）?C（s）+2H2（g）]。
①從開始到13min的時候，曲線呈下降趨勢的原因主要是甲烷還原載氧體，載氧體失去氧而出現(xiàn)失重的情況；反應(yīng)在13～15min時，出現(xiàn)了一個短暫的小平臺，其主要的原因是 復(fù)合載氧體失去氧的質(zhì)量與積碳的質(zhì)量相等復(fù)合載氧體失去氧的質(zhì)量與積碳的質(zhì)量相等。
②已知ΔG=-RTlnK，反應(yīng)iii和反應(yīng)iv的lnK與溫度的關(guān)系如圖所示，則350℃時，主要發(fā)生的積碳反應(yīng)是 反應(yīng)iv反應(yīng)iv，共理由是 350℃時，反應(yīng)iii的ΔG＞0，幾乎不能自發(fā)進行，而反應(yīng)iv的ΔG＜0，能正向自發(fā)。350℃時，反應(yīng)iii的ΔG＞0，幾乎不能自發(fā)進行，而反應(yīng)iv的ΔG＜0，能正向自發(fā)。。
e
-
26830
273
+
T
e
1000
273
+
T
n
（
3
m
+
4
n
）
m
（
3
-
m
-
2
n
）
n
（
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m
+
4
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m
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m
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2
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）
【答案】＜；D；3m+4n；；復(fù)合載氧體失去氧的質(zhì)量與積碳的質(zhì)量相等；反應(yīng)iv；350℃時，反應(yīng)iii的ΔG＞0，幾乎不能自發(fā)進行，而反應(yīng)iv的ΔG＜0，能正向自發(fā)。
n
（
3
m
+
4
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）
m
（
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m
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）
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/5/18 8:0:8組卷：46引用：1難度：0.5
相似題
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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=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，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），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（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(guān)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(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標號）。
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(yīng)式為，一段時間后陰、陽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 -
2．反應(yīng) 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（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59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(yīng)：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(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開始前容器中的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
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