在碳中和背景下，氫能是新能源領(lǐng)域中與油氣行業(yè)現(xiàn)有業(yè)務(wù)結(jié)合最緊密的一類，而制氫成本過高，仍是目前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)之一、甲烷水蒸氣重整制氫是目前工業(yè)制氫最為成熟的方法，涉及的主要反應(yīng)如下：
反應(yīng)Ⅰ.CH4+H2O?CO+3H2 ΔH1＞0
反應(yīng)Ⅱ.CH4（g）+2H2O（g）?CO2（g）+4H2（g）ΔH2＞0
反應(yīng)Ⅲ.CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）ΔH3
（1）已知部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表：
| 化學(xué)鍵 | O-H | H-H | C=O | C≡O(shè)（CO） |
| 鍵能/（kJ?mol-1） | 463 | 436 | 803 | 1075 |
-41kJ/mol
-41kJ/mol
，若反應(yīng)Ⅲ的正反應(yīng)活化能Ea（正）=83kJ?mol-1，則逆反應(yīng)活化能（逆）=124
124
kJ?mol-1。（2）①恒溫條件下，在體積不變的密閉容器中充入1molCO（g）和2molH2O（g），發(fā)生反應(yīng)Ⅲ，欲使CO的轉(zhuǎn)化率和H2的產(chǎn)率同時提高，可以采取的措施有
適當(dāng)增大H2O（g）的濃度
適當(dāng)增大H2O（g）的濃度
。②已知比表面積是指單位質(zhì)量物料所具有的總面積。實(shí)驗(yàn)表明，向體系中投入CaO固體可以增大H2的體積分?jǐn)?shù)，選用相同質(zhì)量、不同粒徑的CaO固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，結(jié)果如圖甲所示。投入微米級CaO比納米級CaO，H2的平衡體積分?jǐn)?shù)低的原因是
微米CaO表面積比納米CaO小，吸收CO2能力比納米CaO低
微米CaO表面積比納米CaO小，吸收CO2能力比納米CaO低
。
③在一恒容絕熱容器中以物質(zhì)的量之比1：2投入CO（g）和H2O（g），發(fā)生反應(yīng)Ⅲ，下列物理量不再改變能說明該反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)的是
ABC
ABC
（填字母）。A.H2體積百分含量
B.體系溫度
C.CO與H2O的物質(zhì)的量之比
D.混合氣體密度
（3）不同壓強(qiáng)下，按照n（CH4）：n（H2O）=1：3投料發(fā)生上述三個反應(yīng)，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率α（CH4）隨溫度的變化關(guān)系如圖乙所示。
壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序是
p3＞p2＞p1
p3＞p2＞p1
，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因是 反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ都是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大
反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ都是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大
。（4）一定溫度下，向2L容器中充入1molCH4（g）和3molH2O，tmin后反應(yīng)達(dá)到平衡，容器中CO為mmol,CO2為nmol。則tmin內(nèi)CH4的消耗速率為
m
+
n
2
t
m
+
n
2
t
=
n
（
3
m
+
4
n
）
m
（
3
-
m
-
2
n
）
=
。（用含m,n,t的代數(shù)式表示）n
（
3
m
+
4
n
）
m
（
3
-
m
-
2
n
）
【答案】-41kJ/mol；124；適當(dāng)增大H2O（g）的濃度；微米CaO表面積比納米CaO小，吸收CO2能力比納米CaO低；ABC；p3＞p2＞p1；反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ都是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大；；=
m
+
n
2
t
n
（
3
m
+
4
n
）
m
（
3
-
m
-
2
n
）
【解答】
【點(diǎn)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：2024/6/27 10:35:59組卷：37引用：1難度：0.5
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1．CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下：
Ⅰ.CO2（g）+C2H6（g）?C2H4（g）+H2O（g）+CO（g）ΔH=+177kJ?mol-1（主反應(yīng)）
Ⅱ.C2H6（g）?CH4（g）+H2（g）+C（S）ΔH=+9kJ?mol-1（副反應(yīng)）
（1）反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步：
i.C2H6（g）?C2H4（g）+H2（g）ΔH1（反應(yīng)速率較快）
ii.H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）ΔH2=+41kJ?mol-1（反應(yīng)速率較慢）
①ΔH1=kJ?mol-1
②相比于提高c（C2H6），提高c（CO2）對反應(yīng)I速率影響更大，其原因是。
（2）向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4，選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示，工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素，反應(yīng)選擇800℃的原因是。
（3）在800℃時，=n（CO2）n（C2H6），充入一定體積的密閉容器中，在有催化劑存在的條件下，只發(fā)生主反應(yīng)，初始壓強(qiáng)為P，一段時間達(dá)到平衡，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計算結(jié)果用最簡分式表示）。
（4）工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯，只發(fā)生如下反應(yīng)：2CH4?C2H4+2H2ΔH＞0，溫度T時，向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4，僅發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測得v正=k正c2（CH4），v逆=k逆c（C2H4）?c2（H2），k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)，則T溫度時═k逆k正（用含有m的代數(shù)式表示）。
（5）我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法（裝置如圖）用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M(fèi)是電源的極。
②陽極電極反應(yīng)式是。發(fā)布：2024/12/17 20:30:1組卷：24引用：2難度：0.6 -
2．一定條件下，可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算，也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)．在恒溫恒壓條件下，總壓不變，用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便．下列說法不正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/21 8:0:2組卷：134引用：1難度：0.7 -
3．工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO，以氨氣、氧氣為原料，在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2，兩個競爭反應(yīng)化學(xué)方程式如下：
Ⅰ．4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）
Ⅱ．4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中，在上述催化劑作用下反應(yīng)，相同時間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知：有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是（ ）發(fā)布：2024/12/17 0:30:2組卷：81引用：5難度：0.5
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