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的體積分數(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條件下合成碳氫化合物的工藝過程)。合成碳氫化合物時易發(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的體積分數(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
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1.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:162引用:26難度:0.3
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