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甲烷是重要的資源,通過(guò)下列過(guò)程可實(shí)現(xiàn)由甲烷到氫氣的轉(zhuǎn)化。
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(1)500℃時(shí),CH4與H2O重整主要發(fā)生下列反應(yīng):
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)
已知CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)ΔH=-178.8kJ?mol-1。向重整反應(yīng)體系中加入適量多孔CaO,其優(yōu)點(diǎn)是
吸收CO2,提高H2的產(chǎn)率,提供熱量
吸收CO2,提高H2的產(chǎn)率,提供熱量
。
(2)CH4與CO2重整的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
反應(yīng)I:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+246.5kJ?mol-1
反應(yīng)II:H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ?mol-1
反應(yīng)III:2CO(g)=CO2(g)+C(s)ΔH=-172.5kJ?mol-1
①在CH4與CO2重整體系中通入適量H2O(g),可減少C(s)的生成,反應(yīng)3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)=4CO(g)+8H2(g)的ΔH=
+657.1kJ?mol-1
+657.1kJ?mol-1
。
②1.01×105Pa下,將n起始(CO2):n起始(CH4)=1:1的混合氣體置于密閉容器中,不同溫度下重整體系中CH4和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖1所示。800℃下CO2平衡轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)大于600℃下CO2平衡轉(zhuǎn)化率,其原因是
反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的ΔH>0,高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)大(反應(yīng)正向進(jìn)行程度大),CO2的消耗量大,反應(yīng)Ⅲ的ΔH<0,高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)?。ǚ磻?yīng)正向進(jìn)行程度?。珻O2的生成量小
反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的ΔH>0,高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)大(反應(yīng)正向進(jìn)行程度大),CO2的消耗量大,反應(yīng)Ⅲ的ΔH<0,高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)小(反應(yīng)正向進(jìn)行程度?。珻O2的生成量小
。
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(3)利用銅-鈰氧化物(xCuO?yCeO2,Ce是活潑金屬)催化氧化可除去H2中少量CO,催化氧化過(guò)程中Cu、Ce的化合價(jià)均發(fā)生變化,可能機(jī)理如圖2所示。將n(CO):n(O2):n(H2):n(N2)=1:1:49:49的混合氣體以一定流速通過(guò)裝有xCuO?yCeO2催化劑的反應(yīng)器,CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖3所示。
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①Ce基態(tài)原子核外電子排布式為[Xe]4f15d16s2,圖2所示機(jī)理的步驟(i)中,元素Cu、Ce化合價(jià)發(fā)生的變化為
銅的化合價(jià)由+2變?yōu)?1價(jià),鈰的化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?3價(jià)
銅的化合價(jià)由+2變?yōu)?1價(jià),鈰的化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?3價(jià)

②當(dāng)催化氧化溫度超過(guò)150℃時(shí),催化劑的催化活性下降,其可能原因是
高溫下,Cu(+2價(jià))或Cu(+1價(jià))被H2還原為金屬Cu
高溫下,Cu(+2價(jià))或Cu(+1價(jià))被H2還原為金屬Cu
。

【答案】吸收CO2,提高H2的產(chǎn)率,提供熱量;+657.1kJ?mol-1;反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的ΔH>0,高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)大(反應(yīng)正向進(jìn)行程度大),CO2的消耗量大,反應(yīng)Ⅲ的ΔH<0,高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)?。ǚ磻?yīng)正向進(jìn)行程度小),CO2的生成量??;銅的化合價(jià)由+2變?yōu)?1價(jià),鈰的化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?3價(jià);高溫下,Cu(+2價(jià))或Cu(+1價(jià))被H2還原為金屬Cu
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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:2024/4/20 14:35:0組卷:605引用:4難度:0.5
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.第五主族的磷單質(zhì)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用.
    (1)同磷灰石在高溫下制備黃磷的熱化學(xué)方程式為:
    4Ca5(PO43F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g)△H已知相同條件下:4Ca5(PO43F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO42(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g)△H12Ca3(PO42(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)△H2SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s)△H3用△H1、△H2和△H3表示△H,則△H=
     

    (2)白磷與氧氣反應(yīng)生成P4O10固體.已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為:P-P a kJ?mol-1、P-O b kJ?mol-1、P═O c kJ?mol-1、O═O d kJ?mol-1.根據(jù)圖1的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
     

    (3)三聚磷酸可視為三個(gè)磷酸分子(磷酸結(jié)構(gòu)式如圖2)之間脫去兩個(gè)水分子產(chǎn)物,其結(jié)構(gòu)式為
     
    ,三聚磷酸鈉(俗稱“五鈉”)是常用的水處理劑,其化學(xué)式為
     

    (4)次磷酸(H3PO2)為一元酸,分子中含一個(gè)羥基,其鈉鹽的正鹽的化學(xué)式為
     
    ,該鹽可用于工業(yè)上的化學(xué)鍍鎳.①化學(xué)鍍鎳的溶液中含有Ni2+和H2PO2-,在酸性等條件下發(fā)生下述反應(yīng):
    (a)□Ni2++□H2PO2-+□
     
    =□Ni++□H2PO3-+□
     

    (b)6H2PO-2+2H+=2P+4H2PO3-+3H2↑請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上寫出并配平反應(yīng)式(a);
    ②利用①中反應(yīng)可在塑料鍍件表面沉積鎳-磷合金,從而達(dá)到化學(xué)鍍鎳的目的,這是一種常見(jiàn)的化學(xué)鍍.請(qǐng)從以下方面比較化學(xué)鍍與電鍍.原理上的不同點(diǎn):
     
    ;化學(xué)鍍的優(yōu)點(diǎn):
     

    發(fā)布:2024/11/19 8:0:1組卷:76引用:2難度:0.1
  • 2.已知在1200℃時(shí),天然氣脫硫工藝中會(huì)發(fā)生下列反應(yīng):
    ①H2S(g)+
    3
    2
    O2(g)═SO2(g)+H2O(g)  ΔH1
    ②2H2S(g)+SO2(g)═
    3
    2
    S2(g)+2H2O(g) ΔH2
    ③H2S(g)+
    1
    2
    O2(g)═S(g)+H2O(g) ΔH3
    ④2S(g)═S2(g)  ΔH4
    則ΔH4的正確表達(dá)式為( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/6 13:30:1組卷:367引用:6難度:0.5
  • 3.氨和聯(lián)氨(N2H4)是氮的兩種常見(jiàn)化合物,在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用.聯(lián)氨(又稱肼,N2H4或H2N-NH2,無(wú)色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料.回答下列問(wèn)題:
    (1)聯(lián)氨分子的電子式為
     
    ,其中氮的化合價(jià)為
     

    (2)實(shí)驗(yàn)室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨,該反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為2:1,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     

    (3)①2O2(g)+N2(g)═N2O4(g)△H1
    ②ON2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H2
    ③O2(g)+2H2(g)═2H2O(g)△H3
    ④N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H4=-1038.6kJ?mol-1
    上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為△H4=
     
    ,聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑的主要原因?yàn)?!--BA-->
     

    (4)聯(lián)氨可用作火箭燃料,燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是N2O4(l)+2N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1038.6kJ?mol-1,若該反應(yīng)中有4molN-H鍵斷裂,則反應(yīng)放出的熱量為
     
    kJ.

    發(fā)布:2024/11/18 8:0:1組卷:12引用:0難度:0.9
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