甲醇水蒸氣重整制氫具有能耗低、產物組成簡單、副產物易分離等優(yōu)點,是未來制氫技術的重要發(fā)展方向。該重整反應體系主要涉及以下反應:
I.CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)ΔH1
II.CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)ΔH2=+90kJ?mol-1
(1)已知CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH3=+41kJ?mol-1
反應I的ΔH1=+49+49kJ?mol-1。
(2)將組成(物質的量分數(shù))為25%CH3OH(g)、35%H2O(g)和40%N2(g)(N2不參與反應)的氣體通入恒容容器中反應相同時間,測得CH3OH轉化率和產物的物質的量分數(shù)隨溫度變化關系如圖所示。
①曲線a和b分別代表產物 H2H2和 CO2CO2。
②下列對甲醇水蒸氣重整制氫反應體系的說法合理的有 BDBD。
A.增大N2的濃度,反應I、II的正反應速率都增加
B.移除CO2能提高CH3OH的平衡轉化率
C.升高溫度,N2的物質的量分數(shù)保持不變
D.440℃~460℃時,升高溫度,H2的產率增大
③反應I活化能小于反應II,結合圖中信息解釋判斷依據(jù) 升高溫度,反應相同時間,CO2的物質的量分數(shù)明顯高于 CO,說明反應Ⅰ速率大于反應Ⅱ的速率,則反應Ⅰ的活化能小于反應Ⅱ升高溫度,反應相同時間,CO2的物質的量分數(shù)明顯高于 CO,說明反應Ⅰ速率大于反應Ⅱ的速率,則反應Ⅰ的活化能小于反應Ⅱ。
(3)一定條件下,向2L的恒容密閉容器中通入1molCH3OH(g)和1molH2O(g)發(fā)生上述反應,達到平衡時,容器中CO2為0.8mol,CO為0.1mol,此時H2的濃度為 1.31.3mol?L-1,反應I的平衡常數(shù)K=0.4×1.330.05×0.10.4×1.330.05×0.1(寫出計算式)。
(4)研究發(fā)現(xiàn)以銅作催化劑時,反應I經歷三步:
①CH3OH→HCHO+H2,
②HCHO+H2O→HCOOH+H2,
③HCOOH→CO2+H2HCOOH→CO2+H2。
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【答案】+49;H2;CO2;BD;升高溫度,反應相同時間,CO2的物質的量分數(shù)明顯高于 CO,說明反應Ⅰ速率大于反應Ⅱ的速率,則反應Ⅰ的活化能小于反應Ⅱ;1.3;;HCOOH→CO2+H2
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【解答】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:20引用:2難度:0.5
相似題
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1.CO2的捕集與轉化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
(1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關量的影響如圖所示,工業(yè)生產綜合各方面的因素,反應選擇800℃的原因是
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產物的物質的量之和與剩余反應物的物質的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中CH4的物質的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關,則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學家使用電化學的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的
②陽極電極反應式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質的量分數(shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產物N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應,相同時間內有關生成物物質的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉化率=×100%制備目標物質消耗原料的量原料總的轉化量
下列說法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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