水煤气变换[CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:
(1)Shibata曾做过下列实验:
①使纯H2缓慢地通过处于721℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是H2小于小于CO(填“大于”或“小于”)。
(2)721℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为 BB(填标号)。
A.<0.25
B.0.25~0.50
C.>0.50
(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。

可知水煤气变换的ΔH <<0(填“>”或“<”),该历程中最大能垒(活化能)E正=2.022.02eV,写出该步骤的化学方程式 COOH⋅+H⋅+H2O⋅=COOH⋅+2H⋅+OH⋅或H2O⋅=H⋅+OH⋅COOH⋅+H⋅+H2O⋅=COOH⋅+2H⋅+OH⋅或H2O⋅=H⋅+OH⋅。
(4)McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数Kp。
2NO(g)+2ICl(g)⇌2NOCl(g)+I2(g)Kp1
2NOCl(g)⇌2NO(g)+Cl2(g)Kp2
得到lgKp1~1T和lgKp2~1T均为线性关系,如图所示:

①由图可知,NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH 大于大于0(填“>”或“<”)。
②反应2ICl(g)═Cl2(g)+I2(g)的K=Kp1•Kp2Kp1•Kp2(用Kp1、Kp2表示);该反应的ΔH 大于大于0(填“>”或“<”),写出推理过程 令T1>T2,则lgK(T1)-lgK(T2)=lgKP1(T1)•KP2(T1)-lgKP1(T2)•KP2(T2)=lgKP1(T1)+lgKP2(T1)-lgKP1(T2)-lgKP2(T2)=lgKP2(T1)-lgKP2(T2)-[lgKP1(T2)-lgKP1(T1)],由图中信息可知,lgKp2随着温度的升高而增大,则lgKP2(T1)-lgKP2(T2)>0,lgKp1随着温度的升高而减小,则lgKP1(T2)-lgKP1(T1)>0,lgKP1~1T和lgKP2~1T均为线性关系,且代表lgKP2~1T曲线更陡,则lgKP2(T1)-lgKP2(T2)>lgKP1(T2)-lgKP1(T1),说明lgK(T1)-lgK(T2)>0,则升高温度,K值变大,该反应为吸热反应,ΔH大于0令T1>T2,则lgK(T1)-lgK(T2)=lgKP1(T1)•KP2(T1)-lgKP1(T2)•KP2(T2)=lgKP1(T1)+lgKP2(T1)-lgKP1(T2)-lgKP2(T2)=lgKP2(T1)-lgKP2(T2)-[lgKP1(T2)-lgKP1(T1)],由图中信息可知,lgKp2随着温度的升高而增大,则lgKP2(T1)-lgKP2(T2)>0,lgKp1随着温度的升高而减小,则lgKP1(T2)-lgKP1(T1)>0,lgKP1~1T和lgKP2~1T均为线性关系,且代表lgKP2~1T曲线更陡,则lgKP2(T1)-lgKP2(T2)>lgKP1(T2)-lgKP1(T1),说明lgK(T1)-lgK(T2)>0,则升高温度,K值变大,该反应为吸热反应,ΔH大于0。
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【答案】小于;B;<;2.02;COOH⋅+H⋅+H2O⋅=COOH⋅+2H⋅+OH⋅或H2O⋅=H⋅+OH⋅;大于;Kp1•Kp2;大于;令T1>T2,则lgK(T1)-lgK(T2)=lgKP1(T1)•KP2(T1)-lgKP1(T2)•KP2(T2)=lgKP1(T1)+lgKP2(T1)-lgKP1(T2)-lgKP2(T2)=lgKP2(T1)-lgKP2(T2)-[lgKP1(T2)-lgKP1(T1)],由图中信息可知,lgKp2随着温度的升高而增大,则lgKP2(T1)-lgKP2(T2)>0,lgKp1随着温度的升高而减小,则lgKP1(T2)-lgKP1(T1)>0,lgKP1~和lgKP2~均为线性关系,且代表lgKP2~曲线更陡,则lgKP2(T1)-lgKP2(T2)>lgKP1(T2)-lgKP1(T1),说明lgK(T1)-lgK(T2)>0,则升高温度,K值变大,该反应为吸热反应,ΔH大于0
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【解答】
【点评】
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发布:2024/10/6 2:0:1组卷:14引用:2难度:0.5
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