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甲醇、水蒸气重整制氢(SRM)系统简单,产物中H2含量高,是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。其部分主要反应过程如流程图一所示。

请回答下列问题:
Ⅰ.对反应ⅠCH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g)的单独研究:
(1)已知CO(g)的热值为10.1kJ•g-1;CH3OH(g)、H2(g)的燃烧热分别为760kJ•mol-1、286kJ•mol-1;计算反应Ⅰ的△H1=
+94.8
+94.8
kJ•mol-1.(保留三位有效数字)
(2)原料进气比对反应Ⅰ的选择性(某产物的选择性越大,则其含量越多)的影响较为复杂,其关系如图二中的甲。当
n
O
2
n
C
H
3
OH
)=0.2~0.3时,CH3OH与O2发生的主要反应为
2CH3OH+O2
催化剂
2HClO+2H2O
2CH3OH+O2
催化剂
2HClO+2H2O

Ⅱ.对反应ⅡCO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)△H<0的单独研究:
(3)在进气比
n
CO
n
H
2
O
不同时,测得相应的CO的平衡转化率如图乙(各点对应温度可能不同)。图乙中D、G两点对应的反应温度分别为TD和TG,其中相对低温的是
TD
TD
。(填TD或TG
(4)实验发现,其他条件不变,向反应Ⅱ平衡体系中投入一定量纳米CaO可明显提高H2的体积分数,原因是
CaO吸收CO2,使反应Ⅱ平衡正向移动
CaO吸收CO2,使反应Ⅱ平衡正向移动

Ⅲ.对反应Ⅰ和Ⅱ的综合研究:
(5)某催化剂条件下,体系中CH3OH转化率、中间产物CO生成率与温度变化关系如图丙所示。
①随着温度升高,CH3OH实际转化率不断接近平衡转化率的原因可能是
温度升高,反应速率加快
温度升高,反应速率加快
;但是,CO的实际生成率并没有不断接近平衡生成率,其原因可能是
D
D
。(填标号)
A.反应Ⅱ正向移动
B.部分CO转化为CH3OH
C.催化剂对反应Ⅱ的选择性低
D.催化剂对反应I的选择性低
②写出能提高CH3OH转化率而降低CO生成率的一条措施
提高
n
n
甲醇
或选择更合适的催化剂,催化CH3OH和H2O直接变为CO2和H2而不催化Ⅰ
提高
n
n
甲醇
或选择更合适的催化剂,催化CH3OH和H2O直接变为CO2和H2而不催化Ⅰ

【答案】+94.8;2CH3OH+O2
催化剂
2HClO+2H2O;TD;CaO吸收CO2,使反应Ⅱ平衡正向移动;温度升高,反应速率加快;D;提高
n
n
甲醇
或选择更合适的催化剂,催化CH3OH和H2O直接变为CO2和H2而不催化Ⅰ
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:58引用:2难度:0.7
相似题
  • 1.已知白磷的结构为空心正四面体(),磷在空气中燃烧生成P4O10,其中每个磷原子与一个氧原子双键结合,其余的氧插入P-P键之间,已知有关形成1mol键所放出的能量数据:
    P+P→P-P,△H=-172kJ•mol-1;   O+O→O=O,△H=-498kJ•mol-1
    P+O→P-O,△H=-335kJ•mol-1;   P+O→P=O,△H=-470kJ•mol-1
    则反应P4(s)+5O2(g)=P4O10(s)中的燃烧热为(  )

    发布:2024/11/17 8:0:1组卷:8引用:1难度:0.7
  • 2.(1)已知H-H键键能(化学键断裂时吸收或形成时释放的能量)为436kJ/mol,N-H键键能为391kJ/mol,根据热化学方程式:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,可知N≡N键的键能是
     
    kJ/mol。
    (2)碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO同时还部分生成CO2,因此无法通过实验直接测得反应:C(s)+
    1
    2
    O2(g)═CO(g)的△H。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的△H,计算时需要测得的实验数据有
     

    (3)运动会中的火炬一般采用丙烷(C3H8)为燃料。丙烷热值较高,污染较小,是一种优良的燃料。试回答下列问题:
    ①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O(l)过程中的能量变化图,图中的括号内应填入
     
    (“+”或“-”)。
    ②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式:
     

    (4)高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数:
    HClO4 H2SO4 HCl HNO3
    Ka 1.6×10-5 6.3×10-9 1.6×10-9 4.2×10-10
    由以上表格中数据判断以下说法不正确的是
     

    A.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离
    B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中酸性最强的酸
    C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为:H2SO4═2H++SO42-
    D.水对这四种酸的强弱没有区分能力,但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱
    (5)常温下,0.1mol•L-1的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数值变大的是
     

    A.c(H+
    B.
    c
    H
    +
    c
    C
    H
    3
    COOH

    C.c(CH3COO-
    D.c(CH3COOH)

    发布:2024/11/7 8:0:2组卷:10引用:2难度:0.5
  • 3.乙醇汽油的推广使用,带动了粮食深加工相关产业的发展,具有较好的经济效益和社会效益,促进了农业生产与消费的良性循环.
    (1)下列说法中正确的是
     

    ①推广乙醇汽油可以减轻环境污染,可降低尾气中一氧化碳的含量.
    ②乙醇汽油作为一种新型清洁燃料,是目前世界上可再生能源的发展重点之一.
    ③乙醇属于可再生资源,使用乙醇汽油可以缓解目前石油紧缺的矛盾.
    ④太阳能、风能、水能、生物能、地热能、潮汐能等都属于可再生能源.
    A.①②④B.①②③C.③④D.①②③④
    (2)通过分析反应过程中化学键的断开和形成,应用有关数据,可以估算化学反应的反应热.已知有关数据见下表:
    化学键C=CC-CC-HC-OO-H
     
    断开键要吸收的能量(单位:kJ•mol-1 
    602
     
    345.6
     
    411
     
    357.7
     
    458.8
    工业制乙醇目前主要方法是乙烯水化法
    (CH2=CH2+H2O 
    催化剂
    加热
    加压
     CH3CH2OH),估算制取1mol 乙醇的反应热△H=
     
    kJ•mol-1
    (3)在相同温度和压强下,将46g乙醇分别在纯氧中和空气中完全燃烧,在纯氧中燃烧热为△H1,在空气中燃烧热为△H2,则△H1
     
    △H2(填“>”、“<”、“=”或“无法判断”).

    发布:2024/11/7 8:0:2组卷:36引用:2难度:0.5
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