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甲醇水蒸氣重整制氫(SRM)系統(tǒng)簡單,產(chǎn)物中H2含量高、CO含量低(CO會損壞燃料電池的交換膜),是電動汽車氫氧燃料電池理想的氫源。反應(yīng)如下:
反應(yīng)I(主):CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)△H1=+49kJ/mol
反應(yīng)II(副):H2(g)+CO2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41kJ/mol
溫度高于300℃則會同時發(fā)生反應(yīng)III:CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)△H3
(1)計算反應(yīng)III的△H3=
+90KJ/mol
+90KJ/mol
。
(2)反應(yīng)I能夠自發(fā)進行的原因是
反應(yīng)I 為熵增加的反應(yīng)
反應(yīng)I 為熵增加的反應(yīng)
,升溫有利于提高CH3OH 轉(zhuǎn)化率,但也存在一個明顯的缺點是
CO含量升高,破壞燃料電池的交換膜
CO含量升高,破壞燃料電池的交換膜

(3)圖為某催化劑條件下CH3OH轉(zhuǎn)化率、CO生成率與溫度的變化關(guān)系。
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①隨著溫度的升高,CO的實際反應(yīng)生成率沒有不斷接近平衡狀態(tài)生成率的原因是
c
c
(填標號)。
A.反應(yīng)II逆向移動                  B.部分CO轉(zhuǎn)化為CH3OH
C.催化劑對反應(yīng)II的選擇性低        D.催化劑對反應(yīng)III的選擇性低
②隨著溫度的升高,CH3OH 實際反應(yīng)轉(zhuǎn)化率不斷接近平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化率的原因是
升溫反應(yīng)速率加快
升溫反應(yīng)速率加快
。
③寫出一條能提高CH3OH 轉(zhuǎn)化率而降低CO生成率的措施
其它條件不變,提高n(水)/n(甲醇)的比例(或其它條件不變,選擇更合適的催化劑)
其它條件不變,提高n(水)/n(甲醇)的比例(或其它條件不變,選擇更合適的催化劑)

(4)250℃,一定壓強和催化劑條件下,1.00molCH3OH 和1.32molH2O充分反應(yīng)(已知此條件下可忽略反應(yīng)Ⅲ),平衡時測得H2為2.70mol,CO有0.030mol,試求反應(yīng)I中CH3OH的轉(zhuǎn)化率
91%
91%
,反應(yīng)II的平衡常數(shù)
5.6×10-3
5.6×10-3
(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

【答案】+90KJ/mol;反應(yīng)I 為熵增加的反應(yīng);CO含量升高,破壞燃料電池的交換膜;c;升溫反應(yīng)速率加快;其它條件不變,提高n(水)/n(甲醇)的比例(或其它條件不變,選擇更合適的催化劑);91%;5.6×10-3
【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,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:75引用:8難度:0.6
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=
     
    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。
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    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( ?。?/h2>

    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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