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解答题-原理综合题 较难0.4 引用2 组卷411
氢气的制取、的减排和资源利用是当前研究的热点。
(1)热解制氢的反应原理为:。常压下,按投料,并用稀释,将混合气以一定流速通过石英管反应器,测得不同温度下体积分数如下:
温度/℃9501000105011001150
体积分数0.51.53.65.58.5
体积分数0.00.00.10.41.8
在950-1150°C范围内(保持其他条件不变),的体积分数随温度升高的变化是_______(填“先升高后降低”、“先降低后升高”或“不变”),其原因是_______
(2)水煤气变换制氢反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。在催化剂活性温度范围内,图2中段对应降温操作的过程,实现该过程的一种操作方法是_______。若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出平衡转化率随温度变化的曲线_______

(3)电池是固定的路径之一、电池以单质为负极,电池反应的产物为和单质碳,研究表明,该电池中通过4步形成
I.
II.
III._______
N.
则步骤III反应式为_______
(4)铜基催化剂(等)是加氢制甲醇常用的催化剂,部分合成路线如图-4所示。

其中催化剂上有两个活动点位(位点、氧化物载体位点),分别在中碱位()、强碱位()吸附发生反应。
①请写出中碱位()上发生反应的总化学方程式_______
②上述加氢制甲醇的过程可简单描述为_______
23-24高三下·江苏镇江·阶段练习
知识点:化学平衡的移动及其影响因素化学平衡图像分析原电池电极反应式书写 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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水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。
水煤气变换反应:               
该反应分两步完成:
                                
                                 
请回答:
(1)_______
(2)恒定总压和水碳比[]投料,在不同条件下达到平衡时的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表:

条件1

0.40

0.40

0

条件2

0.42

0.36

0.02

①在条件1下,水煤气变换反应的平衡常数___________
②对比条件1,条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应,写出该反应方程式____
(3)下列说法正确的是______。
A.通入反应器的原料气中应避免混入
B.恒定水碳比,增加体系总压可提高的平衡产率
C.通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为
D.通过充入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。

   

①在催化剂活性温度范围内,图2中b-c段对应降温操作的过程,实现该过程的一种操作方法是______
A.按原水碳比通入冷的原料气       B.喷入冷水(蒸气)     C.通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出平衡转化率随温度变化的曲线____
(5)在催化剂活性温度范围内,水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高,该反应的反应速率先增大后减小,其速率减小的原因是________
水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。
水煤气变换反应:             
该反应分两步完成:
       
       
请回答:
(1)_____________
(2)恒定总压1.70MPa和水碳比[]投料,在不同条件下达到平衡时的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表:


/MPa

/MPa

/MPa

条件1

0.40

0.40

0

条件2

0.42

0.36

0.02

①在条件1下,水煤气变换反应的平衡常数K___________
②对比条件1,条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应,写出该反应方程式___________
(3)下列说法正确的是             
A.通入反应器的原料气中应避免混入
B.恒定水碳比[],增加体系总压可提高的平衡产率
C.通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为Fe
D.通过充入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率

(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。

①在催化剂活性温度范围内,图2中b-c段对应降温操作的过程,实现该过程的一种操作方法是_____________

A.按原水碳比通入冷的原料气                                        B.喷入冷水(蒸气)
C.通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线_____________

(5)在催化剂活性温度范围内,水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高,该反应的反应速率先增大后减小,其速率减小的原因,除温度过高时,不利于反应物分子在催化剂表面的吸附,从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低,导致反应速率减小外,还因为________________
主要成分为的工业废气的回收利用有重要意义。
Ⅰ.可利用热分解制备
(1)已知下列反应的热化学方程式:



计算热分解反应④___________
Ⅱ.可利用反应制备
(2)根据文献,将的混合气体导入石英管反应器热解,发生反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
总反应:
投料按体积之比,并用N2稀释;甲烷和硫化氢的混合气体以一定流速通过石英管;常压、不同温度下反应相同时间后,测得和体积分数如下表:
温度/9501000105011001150
0.51.53.65.58.5
0.00.00.10.41.8
活化能:反应Ⅰ___________反应Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。
②在、常压下,保持通入体积分数不变,提高投料比的转化率不变,其原因是___________
(3)实验测定,在范围内(其他条件不变),的体积分数随温度升高先增大而后减小,其原因可能是___________
(4)理论计算表明,压强为,原料初始组成,只发生反应:,达到平衡时四种组分的物质的量分数随温度T的变化如下图所示。

       图中表示H2S、CS2变化的曲线分别是______________________
反应:___________0(填“大于”或“小于”)。
时,该反应的___________
Ⅲ.可利用H2S间接制备单质硫
(5)先用足量NaOH溶液吸收H2S气体,再将吸收后的溶液用如下图所示的装置电解,碱性条件下,S2-被氧化生成。取阳极区电解后的溶液,加入硫酸可得到单质硫。

①图中隔膜应使用___________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②阳极电极反应式为___________
③若电解前阳极室和阴极室溶液质量相同,当标准状况下收集到22.4L氢气时,则理论上阴极室与阳极室溶液质量之差为___________g。

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