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解答题-原理综合题 适中0.65 引用4 组卷88
氢能有燃烧热值高、可持续性、储量丰富、零污染等优点,是真正的绿色、清洁、可持续发展能源。下面是我国科学家研究的几种制氢方法。回答下列问题:
(1)水煤气法:发生反应的化学方程式为:   
①用物质的量浓度表示该反应的化学平衡常数表达式Kc=___________。升高温度Kc___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
②在温度恒定的密闭容器中,加入一定量C(s)和2 mol H2O(g)达到平衡时压强为p,将容器体积缩小一半,此时v (正)___________(填“大于”“小于”或“等于”)v(逆),再次达到化学平衡状态时压强为p1,则p1的范围为___________
(2)化学硫碘循环分解水制氢气的总反应方程式为:   
反应原理简化为:
反应历程1:
反应历程2:
反应历程3:___________。
反应过程中能量变化如图所示:

①写出反应历程3的化学方程式___________
②该反应的催化剂是___________(填化学式),化学硫碘循环分解水制得氢气过程中,决定反应速率快慢的步骤是反应历程___________(填“1”“2”或“3”),该反应历程的△H_______0(填“<”“>”或“=”)
(3)甲烷水蒸气催化重整制得氢气,反应原理为:
I.   
Ⅱ.   
①为了提高CH4的平衡转化率,同时提高CO的浓度,可以采取的措施是_______ (填字母)。
A.使用高效催化剂                                 B.升高温度
C.增大压强                                               D.增大CH4和H2O(g)物质的量之比
②某温度下,在刚性密闭容器中加入1 mol CH4(g)和1molH2O(g),在催化剂作用下发生上述反应,达到平衡后测得n(H2O)=0.7mol,n(CO2)=0.1mol,则此温度下反应Ⅱ的化学平衡常数K=_______
23-24高二上·河北张家口·阶段练习
知识点:化学反应速率计算化学平衡的移动及其影响因素化学平衡常数的有关计算 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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在煤化工领域主要涉及碳一化学,即研究以含有一个碳原子的物质(CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成化工产品或液体燃料。回答下列问题:
(1)已知物质之间转化能量关系如图所示:

写出CO(g)和H2(g)生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式___
(2)煤化工业上主要利用CO和H2反应制备甲醇(CH3OH),反应热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H。已知CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:

①该反应的∆H____(填“>”“<”或“=”)0。
②A、B、C三点平衡常数KA. KB、KC的大小关系为____。压强p1_____ (填“>”“<”或“=”,下同)p2,在T1和p2条件下,由D点到B点过程中,正、逆反应速率之间的关系:v____v
③若容器容积不变,则下列措施可提高CO平衡转化率的是___(填字母)。
a.充入CO,使体系总压强增大            b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大            d.使用高效催化剂
④在2L恒容密闭容器中充人2molCO和4molH2,在p2和T1条件下经10min达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=___mol∙L-1∙min-1;平衡常数K =___(填数值)。
(3)用H2还原CO2可以合成CH3OH: CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) ∆H. 恒压下,CO2和H2的起始物质的量之比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出H2O)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。P点甲醇产率高于T点的原因为____

(4)CO2的再利用技术是促进可持续发展的措施之一,CO2电化法制甲酸的工艺原理如图所示。阴极电极反应式为____

工业上利用CO2和H2合成甲醇,既能减少温室气体排放,又能合成重要工业燃料。发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H。其它条件不变时,反应相同时间CO2的转化率随温度T的变化情况如图所示。

回答下面问题:
(1)x点的v(正)____v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”,下同),x点的v(正)____y点的v(逆),△H____0。
(2)在某体积不变的绝热刚性容器中发生上述反应,下列说法正确的是____
A.混合气体的密度不再发生变化时反应达到化学平衡状态
B.混合气体的浓度商Qc逐渐增大,最后不再变化时,Qc=Kc
C.该反应的化学反应速率随着反应的进行不断加快
D.达到平衡后升高温度,气体压强增大,化学平衡可能正向移动
(3)在一定温度和压强下,若原料气中的CO2和H2的物质的量之比=M,如图是M与CH3OH平衡百分含量(a%)的关系。

①M1=____
②在平衡状态x点时,CO2的平衡转化率为____%。
③在平衡状态y点时,用百分含量表示的平衡常数K=____
(4)在合成甲醇的反应中同时存在:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H>0,为了提高CH3OH的选择性,可以采取的措施是________(写出两点)。在某密闭容器中通入1molCO2和3molH2,在催化剂作用下,同时发生:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)和②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),达到平衡后,测得n(CH3OH)=0.3mol,n(CO)=0.1mol,则反应②的化学平衡常数是____(保留三位小数)。

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