甲醇、水蒸氣重整制氫(SRM)系統(tǒng)簡(jiǎn)單,產(chǎn)物中H2含量高,是電動(dòng)汽車氫氧燃料電池理想的氫源。其部分主要反應(yīng)過(guò)程如流程圖一所示。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
Ⅰ.對(duì)反應(yīng)ⅠCH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)的單獨(dú)研究:
(1)已知CO(g)的熱值為10.1kJ?g-1;CH3OH(g)、H2(g)的燃燒熱分別為760kJ?mol-1、286kJ?mol-1;計(jì)算反應(yīng)Ⅰ的△H1=+94.8+94.8kJ?mol-1.(保留三位有效數(shù)字)
(2)原料進(jìn)氣比對(duì)反應(yīng)Ⅰ的選擇性(某產(chǎn)物的選擇性越大,則其含量越多)的影響較為復(fù)雜,其關(guān)系如圖二中的甲。當(dāng)n(O2)n(CH3OH))=0.2~0.3時(shí),CH3OH與O2發(fā)生的主要反應(yīng)為2CH3OH+O2催化劑2HClO+2H2O2CH3OH+O2催化劑2HClO+2H2O。
Ⅱ.對(duì)反應(yīng)ⅡCO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)△H<0的單獨(dú)研究:
(3)在進(jìn)氣比n(CO)n(H2O)不同時(shí),測(cè)得相應(yīng)的CO的平衡轉(zhuǎn)化率如圖乙(各點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度可能不同)。圖乙中D、G兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度分別為TD和TG,其中相對(duì)低溫的是TDTD。(填TD或TG)
(4)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),其他條件不變,向反應(yīng)Ⅱ平衡體系中投入一定量納米CaO可明顯提高H2的體積分?jǐn)?shù),原因是CaO吸收CO2,使反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng)CaO吸收CO2,使反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng)。
Ⅲ.對(duì)反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ的綜合研究:
(5)某催化劑條件下,體系中CH3OH轉(zhuǎn)化率、中間產(chǎn)物CO生成率與溫度變化關(guān)系如圖丙所示。
①隨著溫度升高,CH3OH實(shí)際轉(zhuǎn)化率不斷接近平衡轉(zhuǎn)化率的原因可能是溫度升高,反應(yīng)速率加快溫度升高,反應(yīng)速率加快;但是,CO的實(shí)際生成率并沒(méi)有不斷接近平衡生成率,其原因可能是DD。(填標(biāo)號(hào))
A.反應(yīng)Ⅱ正向移動(dòng)
B.部分CO轉(zhuǎn)化為CH3OH
C.催化劑對(duì)反應(yīng)Ⅱ的選擇性低
D.催化劑對(duì)反應(yīng)I的選擇性低
②寫出能提高CH3OH轉(zhuǎn)化率而降低CO生成率的一條措施提高 n(水)n(甲醇)或選擇更合適的催化劑,催化CH3OH和H2O直接變?yōu)镃O2和H2而不催化Ⅰ提高 n(水)n(甲醇)或選擇更合適的催化劑,催化CH3OH和H2O直接變?yōu)镃O2和H2而不催化Ⅰ。
n
(
O
2
)
n
(
C
H
3
OH
)
催化劑
催化劑
n
(
CO
)
n
(
H
2
O
)
n
(
水
)
n
(
甲醇
)
n
(
水
)
n
(
甲醇
)
【答案】+94.8;2CH3OH+O22HClO+2H2O;TD;CaO吸收CO2,使反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng);溫度升高,反應(yīng)速率加快;D;提高 或選擇更合適的催化劑,催化CH3OH和H2O直接變?yōu)镃O2和H2而不催化Ⅰ
催化劑
n
(
水
)
n
(
甲醇
)
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:58引用:2難度:0.7
相似題
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1.(1)已知H-H鍵鍵能(化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收或形成時(shí)釋放的能量)為436kJ/mol,N-H鍵鍵能為391kJ/mol,根據(jù)熱化學(xué)方程式:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,可知N≡N鍵的鍵能是
(2)碳(s)在氧氣供應(yīng)不充足時(shí),生成CO同時(shí)還部分生成CO2,因此無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得反應(yīng):C(s)+O2(g)═CO(g)的△H。但可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、利用蓋斯定律計(jì)算出該反應(yīng)的△H,計(jì)算時(shí)需要測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有12
(3)運(yùn)動(dòng)會(huì)中的火炬一般采用丙烷(C3H8)為燃料。丙烷熱值較高,污染較小,是一種優(yōu)良的燃料。試回答下列問(wèn)題:
①如圖是一定量丙烷完全燃燒生成CO2和1mol H2O(l)過(guò)程中的能量變化圖,圖中的括號(hào)內(nèi)應(yīng)填入
②寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式:
(4)高氯酸、硫酸、硝酸和鹽酸都是強(qiáng)酸,其酸性在水溶液中差別不大。以下是某溫度下這四種酸在冰醋酸中的電離常數(shù):酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3 Ka 1.6×10-5 6.3×10-9 1.6×10-9 4.2×10-10
A.在冰醋酸中這四種酸都沒(méi)有完全電離
B.在冰醋酸中高氯酸是這四種酸中酸性最強(qiáng)的酸
C.在冰醋酸中硫酸的電離方程式為:H2SO4═2H++SO42-
D.水對(duì)這四種酸的強(qiáng)弱沒(méi)有區(qū)分能力,但冰醋酸可以區(qū)分這四種酸的強(qiáng)弱
(5)常溫下,0.1mol?L-1的CH3COOH溶液加水稀釋過(guò)程中,下列表達(dá)式的數(shù)值變大的是
A.c(H+)
B.c(H+)c(CH3COOH)
C.c(CH3COO-)
D.c(CH3COOH)發(fā)布:2024/11/7 8:0:2組卷:9引用:2難度:0.5 -
2.已知白磷的結(jié)構(gòu)為空心正四面體(),磷在空氣中燃燒生成P4O10,其中每個(gè)磷原子與一個(gè)氧原子雙鍵結(jié)合,其余的氧插入P-P鍵之間,已知有關(guān)形成1mol鍵所放出的能量數(shù)據(jù):
P+P→P-P,△H=-172kJ?mol-1; O+O→O=O,△H=-498kJ?mol-1
P+O→P-O,△H=-335kJ?mol-1; P+O→P=O,△H=-470kJ?mol-1
則反應(yīng)P4(s)+5O2(g)=P4O10(s)中的燃燒熱為( ?。?/h2>發(fā)布:2024/11/17 8:0:1組卷:8引用:1難度:0.7 -
3.乙醇汽油的推廣使用,帶動(dòng)了糧食深加工相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與消費(fèi)的良性循環(huán).
(1)下列說(shuō)法中正確的是
①推廣乙醇汽油可以減輕環(huán)境污染,可降低尾氣中一氧化碳的含量.
②乙醇汽油作為一種新型清潔燃料,是目前世界上可再生能源的發(fā)展重點(diǎn)之一.
③乙醇屬于可再生資源,使用乙醇汽油可以緩解目前石油緊缺的矛盾.
④太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、生物能、地?zé)崮?、潮汐能等都屬于可再生能源?br />A.①②④B.①②③C.③④D.①②③④
(2)通過(guò)分析反應(yīng)過(guò)程中化學(xué)鍵的斷開(kāi)和形成,應(yīng)用有關(guān)數(shù)據(jù),可以估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱.已知有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:
工業(yè)制乙醇目前主要方法是乙烯水化法化學(xué)鍵 C=C C-C C-H C-O O-H
斷開(kāi)鍵要吸收的能量(單位:kJ?mol-1)
602
345.6
411
357.7
458.8
(CH2=CH2+H2OCH3CH2OH),估算制取1mol 乙醇的反應(yīng)熱△H=催化劑加熱、加壓
(3)在相同溫度和壓強(qiáng)下,將46g乙醇分別在純氧中和空氣中完全燃燒,在純氧中燃燒熱為△H1,在空氣中燃燒熱為△H2,則△H1發(fā)布:2024/11/7 8:0:2組卷:36引用:2難度:0.5
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