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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、CO含量低(CO会损坏燃料电池的交换膜),是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。反应如下:
反应I(主):CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)△H1=+49kJ/mol
反应II(副):H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2=+41kJ/mol
温度高于300℃则会同时发生反应III:CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g)△H3
(1)计算反应III的△H3=
+90KJ/mol
+90KJ/mol

(2)反应I能够自发进行的原因是
反应I 为熵增加的反应
反应I 为熵增加的反应
,升温有利于提高CH3OH 转化率,但也存在一个明显的缺点是
CO含量升高,破坏燃料电池的交换膜
CO含量升高,破坏燃料电池的交换膜

(3)图为某催化剂条件下CH3OH转化率、CO生成率与温度的变化关系。

①随着温度的升高,CO的实际反应生成率没有不断接近平衡状态生成率的原因是
c
c
(填标号)。
A.反应II逆向移动                  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III的选择性低
②随着温度的升高,CH3OH 实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是
升温反应速率加快
升温反应速率加快

③写出一条能提高CH3OH 转化率而降低CO生成率的措施
其它条件不变,提高n(水)/n(甲醇)的比例(或其它条件不变,选择更合适的催化剂)
其它条件不变,提高n(水)/n(甲醇)的比例(或其它条件不变,选择更合适的催化剂)

(4)250℃,一定压强和催化剂条件下,1.00molCH3OH 和1.32molH2O充分反应(已知此条件下可忽略反应Ⅲ),平衡时测得H2为2.70mol,CO有0.030mol,试求反应I中CH3OH的转化率
91%
91%
,反应II的平衡常数
5.6×10-3
5.6×10-3
(结果保留两位有效数字)。

【答案】+90KJ/mol;反应I 为熵增加的反应;CO含量升高,破坏燃料电池的交换膜;c;升温反应速率加快;其它条件不变,提高n(水)/n(甲醇)的比例(或其它条件不变,选择更合适的催化剂);91%;5.6×10-3
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:75引用:8难度:0.6
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  • 1.反应 4A(g)+5B(g)⇌4C(g)+6D(g)在 5L 的密闭容器中进行,半分钟后,C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是(  )

    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
  • 2.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
    (1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知:H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ•mol-1
    (2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
     
    ;保持其他条件不变,温度改为T2℃,经25s后达到平衡,测得c(CH4)=2c(C2H4),则0~25s内v(C2H4)=
     
    mol•L-1•s-1
    (3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。

    ①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此时的平衡常数Kp=
     
    (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2
    ②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
     
    (填标号)。
    A.减小C2H2的浓度
    B.升高温度
    C.增大压强
    D.加入合适的催化剂
    (4)工业上,以KNH2和液氨为电解质,以石墨为电极,电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为
     
    ,一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为
     

    发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5
  • 3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
    (1)此时A的浓度c(A)=
     
    mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反应速率v(B)=
     
    mol/(L•min);
    (3)x的值为
     

    发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3
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