氫能源具有廣泛的應(yīng)用前景，甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一，
涉及反應(yīng)如下：
I.CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）ΔH1
II.CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）ΔH2＜0
ⅢCH4（g）+2H2O（g）?CO2（g）+4H2（g）ΔH3＞0
回答下列問題：
（1）ΔfHm為標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，其定義為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由穩(wěn)定相態(tài)的單質(zhì)生成1mol該物質(zhì)的焓變。對于穩(wěn)定相態(tài)單質(zhì)，其ΔfH
m2為零。部分物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓如下表。
| 物質(zhì) | CH4（g） | CO（g） | H2O（1） |
| ΔfHm/（kJ?mol-1） | -75 | -110.5 | -285.8 |
+206.3
+206.3
kJ?mol-1[已知：H2O（g）=H2O（1）ΔH=-44kJ?mol-1]。（2）某溫度下，CH4（g）和H2O（g）按投料比1：3加入密閉容器中催化重整制取高純氫，平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為80%，H2的體積分?jǐn)?shù)為50%，則H2O的轉(zhuǎn)化率為
40%
40%
；反應(yīng)物投料比小于反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，目的是提高CH4的轉(zhuǎn)化率
提高CH4的轉(zhuǎn)化率
。（3）用CaO可以去除CO2。H2體積分?jǐn)?shù)和CaO消耗率隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。從t1時(shí)開始，H2體積分?jǐn)?shù)顯著降低，單位時(shí)間CaO消耗率
降低
降低
（填“升高”“降低”或“不變”）。此時(shí)CaO消耗率約為35%，大部分已失效，原因是 CaO+CO2=CaCO3，生成的CaCO3覆蓋在CaO的表面，減小了CaO與 CO2的接觸面積，導(dǎo)致吸收效率降低甚至失效
CaO+CO2=CaCO3，生成的CaCO3覆蓋在CaO的表面，減小了CaO與 CO2的接觸面積，導(dǎo)致吸收效率降低甚至失效
。
（4）在一定條件下，選擇合適的催化劑發(fā)生反應(yīng)CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），調(diào)整CO和H2O初始投料比，測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率如圖。
已知：反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正x（CO）?x（H2O）-k逆x（CO2）?x（H2），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)。A、B、D、E四點(diǎn)中溫度最高的是
B
B
，在C點(diǎn)所示投料比下，當(dāng)CO轉(zhuǎn)化率達(dá)到40%時(shí)，v
正
v
逆
5.0625
5.0625
。【答案】+206.3；40%；提高CH4的轉(zhuǎn)化率；降低；CaO+CO2=CaCO3，生成的CaCO3覆蓋在CaO的表面，減小了CaO與 CO2的接觸面積，導(dǎo)致吸收效率降低甚至失效；B；5.0625
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：43引用：2難度：0.6
相似題
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1．氫氣最早于16世紀(jì)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=kJ?mol-1。
（2）T1℃時(shí)，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(dá)到平衡時(shí)，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時(shí)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(shí)，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（填“＞”或“＜”）0，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
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，一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。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(jìn)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：60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(shí)A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3
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