解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷164
氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一。
Ⅰ.一种利用太阳能催化该反应的原理如图1所示,以气体分压(单位为kPa)表示的各步反应的平衡常数(
)与温度(T)变化关系如图2所示。
(1)根据图1分析该反应的催化剂为___________ 。
(2)甲烷水蒸气重整制氢反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cec6e5e5c7d0a43c858ced2e5c614b1d.svg)
___________ 0(填“>”“<”或“=”),该反应在___________ (填“高温”或“低温”)条件下容易自发进行。
Ⅱ.甲烷水汽重整反应是我国主要的制氢技术,有关反应如下:
反应ⅰ:
;
反应ⅱ:
。
(3)对于反应ⅰ,下列叙述正确的是___________(填标号)。
(4)一定温度下,向恒容密闭反应器中通入
和
,起始时
和
的分压分别为
、
,发生反应ⅰ和反应ⅱ。反应进行
时达到平衡状态,此时
、
的分压分别为
、
。
①
的平衡分压为___________ MPa(用含m,n的代数式表示,下同)。
②反应ⅱ的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.svg)
___________ (用平衡时各物质的分压代替物质的量浓度)。
③复合载氧体可以氧化甲烷制取合成气(
、
),如图为350℃时载氧体的质量与时间的关系[一定条件下有积碳反应发生,反应ⅲ:
或反应ⅳ:
]。
从开始到
的时候,曲线呈下降趋势的原因主要是甲烷还原载氧体,载氧体失去氧而出现失重的情况;反应在
时,出现了一个短暂的小平台,其主要的原因是___________ 。
Ⅰ.一种利用太阳能催化该反应的原理如图1所示,以气体分压(单位为kPa)表示的各步反应的平衡常数(
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/13/78b19e47-9b74-4dd8-9e57-b7fb7c747ed6.png?resizew=425)
(1)根据图1分析该反应的催化剂为
(2)甲烷水蒸气重整制氢反应
Ⅱ.甲烷水汽重整反应是我国主要的制氢技术,有关反应如下:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
(3)对于反应ⅰ,下列叙述正确的是___________(填标号)。
A.恒温、恒容条件下,加入水蒸气,活化分子百分数增大,反应速率增大 |
B.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率增大 |
C.恒温、恒容条件下,加入惰性气体,压强增大, |
D.加入合适的催化剂,同时降低反应温度,能实现单位时间内转化率不变 |
①
②反应ⅱ的
③复合载氧体可以氧化甲烷制取合成气(
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/13/6ec05262-97be-46a7-9bdc-e065e5ff21d5.png?resizew=225)
从开始到
22-23高二下·湖北武汉·期末
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甲烷水汽重整反应是我国主要的制氢技术,有关反应如下:
反应i:
;
反应ii:
。
回答下列问题:
反应
、反应
的平衡常数分别为
、
,反应温度为
。
(1)b_____ (填“<”或“>”)0.
(2)对于反应i,
,
(
、
为速率常数,仅与温度有关)。向等压密闭容器中充入
、
仅发生反应
,达到平衡后生成
和
。下列说法不正确的是_____(填标号)。
(3)一定温度下,向恒容密闭反应器中通入
和
,起始时
和
的分压分别为
、
,发生反应
和反应ii.反应进行
时达到平衡状态,此时
、
的分压分别为
、
。
①
的平衡分压为_____
用含
的代数式表示,下同)。
②反应ii的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.svg)
_____ (用平衡时各物质的分压代替物质的量浓度)。
(4)复合载氧体可以氧化甲烷制取合成气
、
,如图为
时载氧体的质量与时间的关系[一定条件下有积碳反应发生,反应iii:
或反应iv:
。
①从开始到
的时候,曲线呈下降趋势的原因主要是甲烷还原载氧体,载氧体失去氧而出现失重的情况;反应在
时,出现了一个短暂的小平台,其主要的原因是_____ 。
②已知
,反应iii和反应iv的
与温度的关系如图所示,则
时,主要发生的积碳反应是_____ ,共理由是_____ 。
(5)在混合导体透氧膜反应器中只需一步就可同时制备氨合成气
和液体燃料合成气
,其工作原理如图所示。
①膜I侧发生的反应为
、_____ 。
②膜II侧相当于原电池的_____ 极,膜II侧发生的反应为_____ 。
反应i:
反应ii:
回答下列问题:
反应
(1)b
(2)对于反应i,
A. |
B.及时分离出 |
C.1000°C时,k正一定小于k逆 |
D.其他条件不变,达平衡后再向容器中充入 |
①
②反应ii的
(4)复合载氧体可以氧化甲烷制取合成气
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①从开始到
②已知
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/20/59c8d7fb-9789-49dd-b8fd-b48687c79a43.jpg?resizew=316)
(5)在混合导体透氧膜反应器中只需一步就可同时制备氨合成气
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/20/65f1bb84-2db2-42e9-9a0c-9a53d1ed4618.jpg?resizew=279)
①膜I侧发生的反应为
②膜II侧相当于原电池的
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