氫能是一種理想的綠色能源，一種太陽能兩步法甲烷蒸氣重整制氫原理合成示意圖如下，
回答下列問題：
（1）第Ⅰ步NiFe2O4（s）+CH4（g）?NiO（s）+2FeO（s）+CO（g）+2H2（g） ΔH1=akJ?mol-1
總反應(yīng)可表示為CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g） ΔH2=bkJ?mol-1。
寫出第Ⅱ步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：NiO（s）+2FeO（s）+H2O（g）?NiFe2O4（s）+H2（g） ΔH=（b-a）kJ?mol-1NiO（s）+2FeO（s）+H2O（g）?NiFe2O4（s）+H2（g） ΔH=（b-a）kJ?mol-1。
（2）第Ⅰ、Ⅱ步反應(yīng)的lgKp-T圖像如圖：由圖像可知a 大于大于b（填“大于”或“小于”），1000℃時，第Ⅱ步反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=1010，測得該溫度下第Ⅰ步反應(yīng)平衡時CH4的平衡分壓p（CH4）=4.0kPa,則平衡混合氣體中H2的體積分?jǐn)?shù)為 58.8%58.8%（保留一位小數(shù)）。
（3）實驗測得分步制氫比直接利用CH4和H2O反應(yīng)具有更高的反應(yīng)效率，原因是：甲烷蒸氣重整的過程中，NiFe2O4（s）作為催化劑，改變了反應(yīng)的歷程，降低了活化能，加快了反應(yīng)速率甲烷蒸氣重整的過程中，NiFe2O4（s）作為催化劑，改變了反應(yīng)的歷程，降低了活化能，加快了反應(yīng)速率。
（4）第Ⅰ步反應(yīng)產(chǎn)生的合成氣（CO和H2的混合氣體）可用于F-T合成（以合成氣為原料在催化劑和適當(dāng)條件下合成碳?xì)浠衔锏墓に囘^程）。合成碳?xì)浠衔飼r易發(fā)生副反應(yīng)CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），如圖為相同條件下用不同催化劑在不同時間段測得反應(yīng)體系內(nèi)CO2的體積分?jǐn)?shù)，據(jù)此應(yīng)選擇的催化劑是 ⅡⅡ（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），選擇的依據(jù)是 催化劑Ⅱ?qū)χ鞣磻?yīng)選擇性高（或催化劑Ⅱ抑制 CO2生成，減少了副產(chǎn)物）催化劑Ⅱ?qū)χ鞣磻?yīng)選擇性高（或催化劑Ⅱ抑制 CO2生成，減少了副產(chǎn)物）。
【答案】NiO（s）+2FeO（s）+H2O（g）?NiFe2O4（s）+H2（g） ΔH=（b-a）kJ?mol-1；大于；10；58.8%；甲烷蒸氣重整的過程中，NiFe2O4（s）作為催化劑，改變了反應(yīng)的歷程，降低了活化能，加快了反應(yīng)速率；Ⅱ；催化劑Ⅱ?qū)χ鞣磻?yīng)選擇性高（或催化劑Ⅱ抑制 CO2生成，減少了副產(chǎn)物）
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/10/12 7:0:1組卷：5引用：1難度：0.5
相似題
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1．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl3）是制備甲硅烷的重要原料?；卮鹣铝袉栴}：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時伴隨發(fā)生的反應(yīng)有：
Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol
SiHCl3（g）+HCl（g）═SiCl4（g）+H2（g）△H=-31kJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是。
（2）鋁鋰形成化合物L(fēng)iAlH4既是金屬儲氫材料又是有機合成中的常用試劑，遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2，請寫出其水解反應(yīng)化學(xué)方程式。LiAlH4在化學(xué)反應(yīng)中通常作（填“氧化”或“還原”）劑。工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH4）制甲硅烷，反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟，此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑，在不同反應(yīng)溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時，平衡轉(zhuǎn)化率為，該反應(yīng)是反應(yīng)（填“放熱”“吸熱”）。
②323.15K時，要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間，可采取的最佳措施是。
（4）比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐avb （填“＞”“＜”或“=”）。已知反應(yīng)速率v正=k1x2_SiHCl3，
v逆=k2x2_SiH2Cl2xSiCl4，k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，與反應(yīng)溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則在353.15K時=k1k2（保留3位小數(shù)）。
（5）硅元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物是H2SiO3，室溫下，0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液，堿性更強的是，其原因是。
已知：H2SiO3：Ka1=2.0×10-10、Ka2=1.0×10-12，H2CO3：Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：61引用：2難度：0.2 -
2．在催化劑作用下，可逆反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）在溫度為323K和343K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示（已知：反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。下列說法錯誤的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：40引用：1難度：0.5 -
3．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl3）是制備甲硅烷的重要原料。回答下列問題：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時伴隨發(fā)生的反應(yīng)有：
①Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（ g）+2H2（g）△H=-24lkJ/mol
②SiHCl3 （g）+HCl（g）═SiCl4 （g）+H2（g）△H=-3lkJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是。
（2）工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH4）制甲硅烷，反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟，此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑，在不同反應(yīng)溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時，平衡轉(zhuǎn)化率為。該反應(yīng)是反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。②323.15K時，要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間，可采取的措施有。（答一種即可）
③比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐avb（填“＞”“＜”或“=”）。已知反應(yīng)速率v正=k1x2SiHCl3 v逆=k2xSiH2Cl2 xSiCl4，k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，與反應(yīng)溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則在353.15K時=k1k2（保留3位小數(shù)）。發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：19引用：1難度：0.5
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