自熱化學(xué)鏈重整制氫CLR(a)工藝的原理如圖所示:
回答下列問題:
(1)25℃、101kPa時,5.9gNi與足量O2反應(yīng)生成NiO放出47.2kJ的熱量,則在“空氣反應(yīng)器”中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 Ni(s)+12O2(g)=NiO(s)ΔH=-472kJ?mol-1Ni(s)+12O2(g)=NiO(s)ΔH=-472kJ?mol-1。
(2)“燃料反應(yīng)器”中發(fā)生的部分反應(yīng)有:
(Ⅰ)CO(g)+NiO(s)=CO2(g)+Ni(s)ΔH1=-47.0kJ/mol 平衡常數(shù)K1
(Ⅱ)CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(g)+4Ni(s)ΔH2=+137.7kJ/mol 平衡常數(shù)K2
(Ⅲ)CH4(g)+3CO2(g)=4CO(g)+2H2O(g)ΔH3=akJ/mol 平衡常數(shù)K3
①CO2的電子式:。
②K1、K2、K3之間的關(guān)系是:K3=K2(K1)4K3=K2(K1)4。
③在 高溫高溫(填“高溫”或“低溫”)情況下有利于反應(yīng)Ⅲ的自發(fā)進行。
(3)“水汽轉(zhuǎn)換反應(yīng)器”中發(fā)生的反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g),將天然氣看作是純凈的CH4(假定向水汽轉(zhuǎn)換反應(yīng)器中補充的水的物質(zhì)的量等于甲烷的物質(zhì)的量),若在t℃時進行轉(zhuǎn)換,水汽轉(zhuǎn)換反應(yīng)器中達平衡時CO、H2O、H2、CO2濃度之比為1:x:3:1,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=11。
(4)甲烷制氫傳統(tǒng)工藝有水蒸氣重整部分氧化重整以及聯(lián)合重整等,CLR(a)工藝重整是一種聯(lián)合重整,涉及反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
水蒸氣重整反應(yīng):CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)ΔH=+192kJ/mol
部分氧化重整反應(yīng):CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-768kJ/mol
①采用水蒸氣重整的優(yōu)點是:消耗相同量的甲烷產(chǎn)生的氫氣多消耗相同量的甲烷產(chǎn)生的氫氣多;
②上述兩個反應(yīng)的缺點之一是在制取氫氣的同時產(chǎn)生大量溫室氣體CO2,若用NaOH溶液來吸收CO2,寫出反應(yīng)的離子方程式:CO2+2OH-=CO2-3+H2OCO2+2OH-=CO2-3+H2O;
③若上述兩個反應(yīng)在保持自熱條件下(假設(shè)無熱量損失),理論上2molCH4至多可獲得H2的物質(zhì)的量為 7.2mol7.2mol(結(jié)果保留1位小數(shù))。
1
2
1
2
K
3
=
K
2
(
K
1
)
4
K
3
=
K
2
(
K
1
)
4
C
O
2
+
2
O
H
-
=
C
O
2
-
3
+
H
2
O
C
O
2
+
2
O
H
-
=
C
O
2
-
3
+
H
2
O
【答案】Ni(s)+O2(g)=NiO(s)ΔH=-472kJ?mol-1;;;高溫;1;消耗相同量的甲烷產(chǎn)生的氫氣多;;7.2mol
1
2
K
3
=
K
2
(
K
1
)
4
C
O
2
+
2
O
H
-
=
C
O
2
-
3
+
H
2
O
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/9/20 9:0:9組卷:0引用:2難度:0.5
相似題
-
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(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
(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
②若只改變一個反應(yīng)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(yīng)式為發(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( ?。?/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(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)=
(2)B的平均反應(yīng)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