氢能源是公认的环境友好型二次能源,对其开发和利用是科研领域研究的热点。
已知:
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165kJ/mol;
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH=+41kJ/mol。
回答下列问题:
(1)①甲烷与水蒸气催化反应制备H2和CO的合成气热化学方程式为 CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)ΔH=+206kJ/molCH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)ΔH=+206kJ/mol。
②制备合成气时,会因副反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H<0而使合成气产率降低。制备合成气时应选择的反应条件为 BB。
A.高温高压
B.高温低压
C.低温高压
D.低温低压
(2)在密闭容器中通入3mol的H2和1mol的CO2发生反应,分别在压强为1MPa和10MPa下进行反应。实验中对平衡体系的三种含碳物质(CO2、CO、CH4)进行分析,其中温度对CO和CH4在三种物质中的体积分数影响如图1所示。

①1MPa时,表示CO平衡体积分数随温度变化关系的曲线是 cc。M点平衡体积分数高于N点的原因是 温度相同时,增大压强使反应①平衡正向移动,水的体积分数增大,CO2和H2的体积分数减少,有利于反应②逆向移动,故高压时,CO体积分数降低,M点高于N点(或者,温度相同时,降低压强使反应①平衡逆向移动,水的体积分数减小,CO2和H2的体积分数增大,有利于反应②平衡正向移动,故低压时,CO的体积分数增大,M点高于N点)温度相同时,增大压强使反应①平衡正向移动,水的体积分数增大,CO2和H2的体积分数减少,有利于反应②逆向移动,故高压时,CO体积分数降低,M点高于N点(或者,温度相同时,降低压强使反应①平衡逆向移动,水的体积分数减小,CO2和H2的体积分数增大,有利于反应②平衡正向移动,故低压时,CO的体积分数增大,M点高于N点)。
②图中当CH4和CO平衡体积分数均为40%时,若容器的体积为1L,该温度下反应①的平衡常数K的值为 2.882.88。
(3)部分合金可用于氢能源的存储。一定温度下,某储氢合金(M)的储氢效率(固相中氢原子与金属原子的数目之比)与温度(T)和氢气的平衡压强(p)的关系如图2所示。在OA段,氢溶解于M中形成固溶体MHx;在AB段,发生氢化反应的化学方程式为zMHx(s)+H2(g)⇌zMHy(s)。
①T1时zMHx(s)+H2(g)⇌zMHy(s)的平衡常数Kp=1p1(kPa)-11p1(kPa)-1。(用含p1的代数式表示,Kp为用分压表示的平衡常数)
②当反应处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达到平衡后反应可能处于图中的 cc点。(填“b”、“c”或“d”)
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【答案】CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)ΔH=+206kJ/mol;B;c;温度相同时,增大压强使反应①平衡正向移动,水的体积分数增大,CO2和H2的体积分数减少,有利于反应②逆向移动,故高压时,CO体积分数降低,M点高于N点(或者,温度相同时,降低压强使反应①平衡逆向移动,水的体积分数减小,CO2和H2的体积分数增大,有利于反应②平衡正向移动,故低压时,CO的体积分数增大,M点高于N点);2.88;(kPa)-1;c
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:17引用:1难度:0.5
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1.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=
(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
(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
②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
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发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5 -
2.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 -
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)=
(2)B的平均反应速率v(B)=
(3)x的值为发布:2024/12/30 19:0:1组卷:164引用:26难度:0.3