在太陽能作用下,甲烷水蒸氣重整制氫,該工藝由于具有反應物儲量豐富、反應成本低、產(chǎn)量高等特點而被廣泛采用,其發(fā)生的主要反應如下:
(i)CH4(g)+H2O(g)?3H2(g)+CO(g) ΔH1<0
(ii)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) ΔH2
已知:H2O(g)═H2O(l) ΔH3=-44kJ?mol-1
(1)在標準狀態(tài)下,由指定單質(zhì)生成1mol物質(zhì)的焓變稱為標準摩爾生成焓,如氨氣的標準摩爾生成焓可用ΔfHmθ(NH3,g)表示,規(guī)定ΔfHmθ(O2,g)和ΔfHmθ(H2,g)為0,利用標準摩爾生成焓可以求出化學反應的反應熱,部分物質(zhì)的標準摩爾焓生成如下表,則反應(ii)在標準狀態(tài)下的反應熱ΔH2=-41.2-41.2kJ?mol-1
物質(zhì) | CO2 | CO | H2O(l) |
ΔfHmθ/(kJ?mol-1) | -393.5 | -110.5 | -285.8 |
①0~5min內(nèi),v(CO)=
0.025
0.025
mol?L-1?min-1,水蒸氣的平衡轉(zhuǎn)化率α(H2O)=25%
25%
。②Kp為用平衡分壓代替平衡濃度表示的平衡常數(shù)(分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)),該溫度下的平衡常數(shù)Kp=
675
675
(kPa)2。若保持溫度和體積不變,平衡后再向容器內(nèi)充入0.75molCH4(g)和0.75molCO(g),平衡將 向左移動
向左移動
(填“向左移動”、“向右移動”或“不移動”)。,③下列說法能判斷該反應達到平衡狀態(tài)的是
CD
CD
(填標號)。A.單位時間內(nèi)消耗3molH2的同時生成1molH2O
B.c(CH4)=c(CO)
C.各物質(zhì)的體積分數(shù)不再變化
D.混合氣體的壓強不再變化
(3)反應(i)在一定條件下進行時,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與水碳比[
n
(
H
2
O
)
n
(
C
H
4
)
a>b>c
a>b>c
,原因是 同一壓強下,水碳比越大,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越大
同一壓強下,水碳比越大,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越大
。【答案】-41.2;0.025;25%;675;向左移動;CD;a>b>c;同一壓強下,水碳比越大,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越大
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:12引用:1難度:0.6
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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(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( )
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
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