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太陽能甲烷-水蒸氣重整制氫過程因具有反應(yīng)物儲量豐富、成本低、產(chǎn)量高等特點而被廣泛采用。制氫過程中發(fā)生的反應(yīng)為CH4(g)+H2O(g)?3H2(g)+CO(g)。
(1)已知:幾種化學鍵的鍵能(鍵能為1mol氣態(tài)分子離解成氣態(tài)原子所吸收的能量或氣態(tài)原子形成1mol氣態(tài)分子所釋放的能量)如表。
化學鍵 C-H O-H H-H C≡0
鍵能/(kJ?mol-1 413 463 436 1071
請計算反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)═3H2(g)+CO(g)的ΔH=
+199
+199
kJ?mol-1。
(2)加壓使CH4平衡轉(zhuǎn)化率降低,但工業(yè)生產(chǎn)中仍采用較高的壓強,原因可能為
反應(yīng)速率較快(或提高催化劑的效果)生成物的產(chǎn)量多,有利于搞高經(jīng)濟效益
反應(yīng)速率較快(或提高催化劑的效果)生成物的產(chǎn)量多,有利于搞高經(jīng)濟效益
(填一條即可,下同),為彌補加壓帶來的不利因素,可采取的措施為
增加H2O(g)濃度(或升高體系的溫度)
增加H2O(g)濃度(或升高體系的溫度)
。
(3)T℃下,向2L恒容密閉容器中充入1molCH4(g)和2molH2O(g),發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中總壓強隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
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①0~10min內(nèi),H2的平均反應(yīng)速率為
0.1125
0.1125
mol?L-1?min-1。
②甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為
75
75
%。
③Kp為用平衡分壓代替平衡濃度表示的平衡常數(shù)(分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)),則T℃下該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp
12.15
12.15
(MPa)2。
④平衡后保持溫度和容積不變,再向容器中充入0.25molCH4(g)和0.25molH2(g),此時v正
(填“>”、“<”或“=”)v逆。

【答案】+199;反應(yīng)速率較快(或提高催化劑的效果)生成物的產(chǎn)量多,有利于搞高經(jīng)濟效益;增加H2O(g)濃度(或升高體系的溫度);0.1125;75;12.15;>
【解答】
【點評】
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,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/9/28 0:0:2組卷:19引用:1難度:0.5
相似題
  • 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=
     
    kJ?mol-1。
    (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
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達到平衡,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。
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    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
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2。
    ②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標號)。
    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
     
    ,一段時間后陰、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)=
     
    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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