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氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗珻H4—H2O催化重整是目前大規(guī)模制取氫氣的重要方法。
(1)CH4-H2O催化重整:
反應(yīng)Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1=+210kJ?mol-1
反應(yīng)Ⅱ:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H2=?41kJ?mol-1
①提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是
c
c
。
a.增大壓強(qiáng)
b.加入催化劑
c.增大水蒸氣濃度
②CH4、H2O催化重整生成CO2、H2的熱化學(xué)方程式是
CH4(g)+2H2O?CO2(g)+4H2(g)△H=+169kJ/mol
CH4(g)+2H2O?CO2(g)+4H2(g)△H=+169kJ/mol
。
③在密閉容器中,將2.0molCO與8.0molH2O混合加熱到800℃發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率是80%,其平衡常數(shù)為
1
1

(2)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),其他條件不變,相同時(shí)間內(nèi),向催化重整體系中投入一定量的CaO可以明顯提高H2的百分含量。做對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖所示:
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①投入CaO時(shí),H2百分含量增大的原因是:
CaO可吸收CO2,使c(CO2)減小,平衡正向移動(dòng),H2百分含量增大
CaO可吸收CO2,使c(CO2)減小,平衡正向移動(dòng),H2百分含量增大
。
②投入納米CaO時(shí),H2百分含量增大的原因是:
由于納米CaO顆粒小,表面積大,可以使反應(yīng)速率加快,c(CO2)減小的多,平衡正向移動(dòng)加劇,所以H2百分含量增大
由于納米CaO顆粒小,表面積大,可以使反應(yīng)速率加快,c(CO2)減小的多,平衡正向移動(dòng)加劇,所以H2百分含量增大
。
(3)對(duì)于反應(yīng)Ⅰ,以下相關(guān)圖象正確的是
A
A
。
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【答案】c;CH4(g)+2H2O?CO2(g)+4H2(g)△H=+169kJ/mol;1;CaO可吸收CO2,使c(CO2)減小,平衡正向移動(dòng),H2百分含量增大;由于納米CaO顆粒小,表面積大,可以使反應(yīng)速率加快,c(CO2)減小的多,平衡正向移動(dòng)加劇,所以H2百分含量增大;A
【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:2024/6/27 10:35:59組卷:3引用:2難度:0.6
相似題
  • 1.氫能是一種公認(rèn)的高熱值清潔能源,目前世界各國(guó)正致力于將高污染高排放的碳能源,過(guò)渡成清潔高效低排放的氫能源。
    (1)我國(guó)氫氣的主要來(lái)源是焦?fàn)t氣制氫,所制得的氫氣含有較多的CO和H2S,干法脫硫是用氧化鐵將硫元素轉(zhuǎn)化為硫化鐵。干法脫硫的反應(yīng)方程式為
     
    。
    (2)我國(guó)科研人員用木屑水蒸氣氣化制取氫燃料,在一定條件下,反應(yīng)器中存在的主要反應(yīng)如下:
    Ⅰ.C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)ΔH1
    Ⅱ.C(s)+2H2(g)?CH4(g)ΔH2
    Ⅲ.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH3
    Ⅳ.CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g)ΔH4
    ①為研究反應(yīng)Ⅱ的熱效應(yīng),以0.1molC(s)、0.2molH2(g)或0.1molCH4(g)為初始原料,在1023K、100kPa條件下,分別在恒壓容器中進(jìn)行反應(yīng)。達(dá)平衡時(shí),以C(s)、H2(g)為原料,體系向環(huán)境放熱akJ;以CH4(g)為原料,體系從環(huán)境吸熱bkJ。忽略副反應(yīng)熱效應(yīng),則反應(yīng)Ⅱ焓變?chǔ)2(1023K、100kPa)═
     
    。
    研究表明CaO的添加量按照CaO中所含的Ca和木屑所含C的物質(zhì)的量比
    n
    C
    a
    n
    C
    確定,在750℃,控制水蒸氣流量為定值,探究催化劑的催化效果,結(jié)果如下表所示。
    n
    C
    a
    n
    C
    氣體體積分?jǐn)?shù)/% 轉(zhuǎn)化率/%
    H2 CO CO2 CH4
    0 45.58 22.70 22.37 7.54 61.22
    0.5 52.95 21.74 19.11 5.14 56.59
    1.0 58.62 22.37 12.60 5.31 61.42
    n
    C
    a
    n
    C
    由0到0.5時(shí),H2的體積分?jǐn)?shù)顯著增加的原因
     
    。
    ③隨著反應(yīng)的進(jìn)行,發(fā)現(xiàn)CaO的吸收能力逐漸降低,原因是
     

    ④750℃,
    n
    C
    a
    n
    C
    ═1.0,假設(shè)各反應(yīng)達(dá)平衡后氣體組成如上表,平衡總壓為PMPa,則反應(yīng)Ⅰ的壓強(qiáng)平衡常數(shù)KP
     
    MPa(保留1位小數(shù))。
    (3)將氫氣儲(chǔ)存于液體燃料中,可以解決氫氣的安全高效存儲(chǔ)和運(yùn)輸。由于甲醇具有單位體積儲(chǔ)氫量高、活化溫度低等優(yōu)點(diǎn),是理想的液體儲(chǔ)氫分子。我國(guó)學(xué)者構(gòu)建一種雙功能結(jié)構(gòu)的催化劑,反應(yīng)過(guò)程中,在催化劑的表面同時(shí)活化水和甲醇。如圖是甲醇脫氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)歷程(TS表示過(guò)渡態(tài))。
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    根據(jù)圖判斷甲醇脫氫反應(yīng)中斷裂的化學(xué)鍵是
     
    。

    發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:7引用:2難度:0.5
  • 2.反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)?N2(g)+2H2O(g)中,每生成7gN2,放出166kJ的熱量,該反應(yīng)的速率表達(dá)式為v=k?cn(NO)?cn(H2)(k、m、n待測(cè)),其反應(yīng)包含下列兩步:
    ①2NO+H2═N2+H2O2(慢)②H2O2+H2═2H2O(快)T℃時(shí)測(cè)得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:
    序號(hào) c(NO)/(mol?L-1 cn(H2)/(mol?L-1 速率(mol?L-1?min-1
    0.0060 0.0010 1.8×10-4 
    0.0060 0.0020 3.6×10-4 
    0.0010 0.0060 3.0×10-5
    0.0020 0.0060 1.2×10-4
    下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/11/11 8:0:29組卷:16引用:4難度:0.6
  • 3.肼(N2H4)作為一種重要的氮?dú)浠衔铮瑲滟|(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)12.5%,完全分解產(chǎn)物為H2和N2,是一種理想的液體氫源。N2H4分解過(guò)程中發(fā)生完全分解和不完全分解。
    完全分解:N2H4(g)?N2(g)+2H2(g)△H1=-50.6kJ?mol-1    I
    不完全分解:3N2H4(g)?4NH3(g)+N2(g)△H2                       II
    反應(yīng)II的焓變不易測(cè)量,現(xiàn)查表得如下數(shù)據(jù):
    2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)△H3=+92kJ?mol-1 (該反應(yīng)實(shí)際未發(fā)生)
    (1)反應(yīng)II在
     
    (填高溫、低溫或任意溫度)條件下可以自發(fā)進(jìn)行。
    (2)在體積固定的密閉容器中,以Ir/Al2O3為催化劑,在不同溫度下(催化劑均未失活)分解等量N2H4(一開始體系中無(wú)其他氣體),測(cè)得反應(yīng)相同時(shí)間后的N2H4、NH3和H2體積分?jǐn)?shù)如圖1所示:
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    ①下列說(shuō)法正確的是
     

    A.據(jù)圖可知200℃時(shí),反應(yīng) I的活化能低于反應(yīng)II的活化能
    B.300℃后N2H4的體積分?jǐn)?shù)略有提高,可能由于反應(yīng)II逆向移動(dòng)導(dǎo)致
    C.換用選擇更高的Ni/Ir復(fù)合催化劑可提高N2H4的平衡轉(zhuǎn)化率
    D.400℃是該制氫工藝比較合適的生產(chǎn)溫度
    ②若某溫度下在1L體積固定的密閉容器中加入1molN2H4,反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)H2與NH3的物質(zhì)的量均為0.4mol。請(qǐng)計(jì)算該溫度下反應(yīng) I的平衡常數(shù)KC=
     
    (Kc為用氣體的濃度表示的平衡常數(shù))
    ③若在600~1000℃下進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),請(qǐng)預(yù)測(cè)并在上圖中補(bǔ)充H2體積分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)。
    (3)近期,來(lái)自四位非洲的女孩打造了一臺(tái)靠尿液驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī),其原理是把尿液以電解的方式分離出提供設(shè)備發(fā)電使用的氫氣的技術(shù),同時(shí)將尿液脫氮(轉(zhuǎn)化為大氣循環(huán)的無(wú)污染氣體)減輕生活污水處理。以純尿液為電解液(以NH4+表示尿液中氮元素的存在形式),寫出該電解過(guò)程的總反應(yīng)方程式:
     

    發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:4引用:1難度:0.6
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