氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料。以生物材質(zhì) (以C 計(jì))與水蒸氣反應(yīng)制取H2是種低耗能,高效率的制H2方法。該方法由氣化爐制造H2和燃燒爐再生CaO兩步構(gòu)成。氣化爐中涉及到的反應(yīng)為:
I C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g) K1;
II CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) K2;
III CaO(s}+CO2(g}?CaCO3(s) K3;
燃燒爐中涉及到的反應(yīng)為:
IV C(s)+O2(g)═CO2
V CaCO3(s)═CaO(s)+CO2(g)
(1)該工藝制H2總反應(yīng)可表示為C(s)+2H2O(g)+CaO(s)?CaCO3(s)+2H2(g),其反應(yīng)的平衡常數(shù)K=K1?K2?K3K1?K2?K3(用K1、K2、K3的代數(shù)式表示)。在2L的密閉容器中加入一定量的C(s)、H2O(g)和CaO(s)。下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡的是BCBC。
A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化 B.H2與H2O(g)的物質(zhì)的量之比不再變化
C.混合氣體的密度不再變化 D.形成a molH-H鍵的同時(shí)斷裂2amolH-O鍵
(2)對于反應(yīng)I,不同溫度和壓強(qiáng)對H2產(chǎn)率影響如表。
溫度 | 壓強(qiáng)p1/Mpa | 壓強(qiáng)p2/Mpa |
500℃ | 45.6% | 51.3% |
700℃ | 67.8% | 71.6% |
BD
BD
。(3)已知反應(yīng)Ⅱ的△H=-41.1kJ/mol,C=O、O-H、H-H的鍵能分別為 803kJ/mol,464kJ/mol、436kJ/mol,
則CO中碳氧鍵的鍵能為
1072.9
1072.9
kJ/mol。(4)對于反應(yīng)Ⅲ,若平衡時(shí)再充入CO2,使其濃度增大到原來的2倍,則平衡移動(dòng)方向?yàn)?!--BA-->
正向移動(dòng)
正向移動(dòng)
;當(dāng)重新平衡后,CO2濃度
不變
不變
(填“變大”“變小”“不變”)。(5)甲醇燃料電池是采用鉑作電極催化劑,其工作原理的示意圖如圖2:
請回答下列問題:①Pt(a)電極是電池的
負(fù)
負(fù)
極,電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
;②常溫下,用此電池以惰性電極電解0.5L飽和食鹽水(足量),若兩極共生成氣體1.12L(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積),則電解后溶液的pH=
13
13
(忽略溶液的體積變化)。【答案】K1?K2?K3;BC;BD;1072.9;正向移動(dòng);不變;負(fù);CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;13
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/8/17 9:0:1組卷:2引用:2難度:0.5
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1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( ?。?/h2>
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2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是( ?。?br />①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5 -
3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有關(guān)說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
(2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
①該電池正極的電極反應(yīng)式為
②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
(4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5