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美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣,其生產(chǎn)流程如下圖
(1)此流程的第II步反應為:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=___________;反應的平衡常數(shù)隨溫度的變化如表一
從上表可以推斷:此反應是________ (填“吸”、“放”)熱反應。在830℃下,若開始時向恒容密閉容器中充入CO與H2O均為1 mo1,則達到平衡后 CO的轉(zhuǎn)化率為___________。
(2)此流程的第II步反應CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),在830℃,以表二的物質(zhì)的量(單位為mol)投入恒容反應器發(fā)生上述反應,其中反應開始時,向正反應方向進行的有________(填實驗編號)
(3)在一個不傳熱的固定容積的容器中,判斷此流程的第II步反應達到平衡的標志是_________
① 體系的壓強不再發(fā)生變化
② 混合氣體的密度不變
③ 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變 
④ 各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變
⑤ 體系的溫度不再發(fā)生變化
⑥ v(CO2正)=v(H2O逆)
(4)圖表示該反應此流程的第II步反應在時刻t 達到平衡、在時刻t分別因改變某個條件而發(fā)生變化的情況:圖中時刻t 發(fā)生改變的條件是_________。(寫出兩種)
(5)若400℃時,第Ⅱ步反應生成l mol氫氣的熱量數(shù)值為33.2(單位為kJ),第Ⅰ步反應的熱化學方程式為:CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H=-103.3 kJ·mol-1。則400℃時,甲烷和水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式為___________________。
(1);放;50% 
(2)B
(3)④⑤⑥
(4)降低溫度或增加水蒸汽的量或減少氫氣的量
(5)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=-136.5kJ·mol-1
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣,其生產(chǎn)流程如圖1:
(1)此流程的第Ⅱ步反應為:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=
c(H2)c(CO2)
c(CO)c(H2O)
c(H2)c(CO2)
c(CO)c(H2O)
;反應的平衡常數(shù)隨溫度的變化如表一,
溫度/℃ 400 500 830 1000
平衡常數(shù)K 10 9 1 0.6
從上表可以推斷:此反應是
 (填“吸”、“放”)熱反應.在830℃下,若開始時向恒容密閉容器中充入CO與HzO均為1mol,則達到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為
50%
50%

(2)此流程的第Ⅱ步反應CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),在830℃,以表二的物質(zhì)的量(單位為mol)投入恒容反應器發(fā)生上述反應,其中反應開始時,向正反應方向進行的有
B
B
(填實驗編號);
實驗編號 n(CO) n(H2O) n(H2 n(CO2
A 1 5 2 3
B 2 2 1 1
C 0.5 2 1 1
(3)在一個不傳熱的固定容積的容器中,判斷此流程的第Ⅱ步反應達到平衡的標志是
④⑤⑥
④⑤⑥

①體系的壓強不再發(fā)生變化     ②混合氣體的密度不變    ③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變   ④各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變    ⑤體系的溫度不再發(fā)生變化     ⑥v(CO2)=v(H2O)
(4)圖2表示該反應此流程的第Ⅱ步反應在時刻t1達到平衡、在時刻t2分別因改變某個條件而發(fā)生變化的情況:圖中時刻t2發(fā)生改變的條件是
降低溫度或增加水蒸汽的量或減少氫氣的量
降低溫度或增加水蒸汽的量或減少氫氣的量
.(寫出兩種)
(5)若400℃時,第Ⅱ步反應生成1mol氫氣的熱量數(shù)值為33.2(單位為kJ),第Ⅰ步反應的熱化學方程式為:
CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H=-103.3kJ?mol-1
則400℃時,甲烷和水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式為
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=-136.5kJ?mol-1
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=-136.5kJ?mol-1

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

近來,制備和利用氫氣這一清潔能源已有多項成果.(1)德國克萊斯公司成功研制了利用甲醇CH3OH)車載制氫燃料電池工藝,其原理如圖1所示,請觀察此圖回答:
①此堿性燃料電池的正極反應式為
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
;
②甲醇與水反應制取氫氣的化學方程式
CH3OH+H2O?3H2+CO2
CH3OH+H2O?3H2+CO2

(2)美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣,其生產(chǎn)流程如圖2:
①此流程的第II步反應為:CO(g)+H2O(g)
高溫
H2(g)+CO2(g),平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表.
溫度/℃ 400 500 830 1000
平衡常數(shù)K 10 9 1 0.6
在830℃,n(CO)、n(H2O)、n(H2)、n(CO2)的物質(zhì)的量分別是1、5、2、3投入恒容反應器發(fā)生上述反應,反應開始時,向
(填正、逆)反應方向進行.
②若400℃時,第Ⅱ步反應生成l mol氫氣放出的熱量為33.2kJ,第I步反應的熱化學方程式為:CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H=-103.3kJ?mol-1 則400℃時,甲烷和水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式為
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=-136.5kJ?mol-1
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=-136.5kJ?mol-1

(3)工業(yè)上有一種用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法:
CO2(g)+3H2(g)
 
CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ?mol-1
將6molCO2和8molH2充入2L的密閉容器中,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖3所示(實線).
①a點正反應速率
大于
大于
(填大于、等于或小于)逆反應速率.
②求平衡時氫氣的轉(zhuǎn)化率
75%
75%
和該條件下反應的平衡常數(shù)K=
0.5
0.5

③僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖3虛線所示,曲線I對應的實驗條件改變是
升高溫度
升高溫度
,曲線II對應的實驗條件改變是
增大壓強
增大壓強

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科目:高中化學 來源: 題型:

近來,制備和利用氫氣這一清潔能源已有多項成果.
(1)德國克萊斯公司成功研制了利用甲醇(CH3OH)車載制氫燃料電池工藝,其原理如圖所示,請觀察此圖回答:
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①燃料電池的正極反應式為
 
;
②甲醇與流程圖中任一反應物反應制取氫氣的化學方程式
 

(2)美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣,其生產(chǎn)流程如圖:
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①此流程的第Ⅱ步反應為:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=
 
;
②此流程的第Ⅱ步反應的平衡常數(shù)隨溫度的變化如表1,在830℃,以表2的物質(zhì)的量(單位為mol)投入恒容反應器發(fā)生上述反應,其中反應開始時,向正反應方向進行的有
 
(填實驗編號);
表1
溫度/℃ 400 500 830 1000
平衡常數(shù)K 10 9 1 0.6
表2
實驗編號 n(CO) n(H2O) n(H2 n(CO2
A 1 5 2 3
B 2 2 1 1
C 3 3 0 0
D 0.5 2 1 1
③若400℃時,第Ⅱ步反應生成1 mol氫氣的熱效應值為33.2(單位為kJ),第1步反應的熱化學方程式為:
CH4(g)+H2O(g)═3H2(g)+CO(g)△H=-103.3kJ?mol-1
則400℃時,甲烷和水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式為
 

(3)我國科學家研究了常溫下利用Pt等催化劑在可見光作用下使水分解制氫氣的方法,如圖是三種催化劑在光照分解水實驗中的效果比較圖.能得出如圖結(jié)果的實驗方案是
 
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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(14分)美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣,其生產(chǎn)流程如下圖:

(1)此流程的第II步反應為:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),該反應的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表:

溫度/℃

400

500

830

平衡常數(shù)K

10

9

1

從上表可以推斷:此反應是       (填“吸”或“放”)熱反應。在830℃下,若開始時向恒容密閉容器中充入1mo1CO和2mo1H2O,則達到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為          

(2)在500℃,以下表的物質(zhì)的量(按照CO、H2O、H2、CO2的順序)投入恒容密閉容器中進行上述第II步反應,達到平衡后下列關(guān)系正確的是

實驗編號

反應物投入量

平衡時H2濃度

吸收或放出的熱量

反應物轉(zhuǎn)化率

A

1、1、0、0

c1

Q1

α1[來源:]

B

0、0、2、2

c2

Q2

α2

 

C

2、2、0、0

c3

Q3

α3

A.2c1= c2 =c3    B.2Q1=Q2=Q3     C.α12 3       D.α12 =1

(3)在一個絕熱等容容器中,不能判斷此流程的第II步反應達到平衡的是         。

①體系的壓強不再發(fā)生變化                            ②混合氣體的密度不變

③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變              ④各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變

⑤體系的溫度不再發(fā)生變化                            ⑥v(CO2)v(H2O)

(4)下圖表示此流程的第II步反應,在t1時刻達到平衡、在t2時刻因改變某個條件濃度發(fā)生變化的情況:圖中t2時刻發(fā)生改變的條件是                                   

(寫出兩種)。若t4時刻通過改變?nèi)莘e的方法將壓強增大為原先的兩倍,在圖中t4和t5區(qū)間內(nèi)畫出CO、CO2濃度變化曲線,并標明物質(zhì)(假設(shè)各物質(zhì)狀態(tài)均保持不變)。

 

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(9分)美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣,其生產(chǎn)流程如

下圖:

(1)此流程的第II步反應為:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=         ;反應的平衡常數(shù)隨溫度的變化如表一,

溫度/℃

400

500

830

1000

平衡常數(shù)K

10

9

1

0.6

 

 

 

從上表可以推斷:此反應是_______________ (填“吸”、“放”)熱反應。在830℃下,若開始時向恒容密閉容器中充入CO與HzO均為1 mo1,則達到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為_____。

(2)此流程的第II步反應CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),在830℃,以表二的物質(zhì)的量(單位為mol)投入恒容反應器發(fā)生上述反應,其中反應開始時,向正反應方向進行的有          (填實驗編號);

實驗編號

N(CO)

N(H2O)

n(H2

N(CO2

A

1

5

2

3

B

2

2

1

1

C

0.5

2

1

1

 

 

 

                                     

 

(3)在一個不傳熱的固定容積的容器中,判斷此流程的第II步反應達到平衡的標志是

 ① 體系的壓強不再發(fā)生變化            ②混合氣體的密度不變             ③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變     ④ 各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變   ⑤ 體系的溫度不再發(fā)生變化            ⑥ v(CO2正)= v(H2O逆)

 (4) 圖表示該反應此流程的第II步反應在時刻t達到平衡、在時刻t分別因改變某個條件而發(fā)生變化的情況:圖中時刻t發(fā)生改變的條件是_________。(寫出兩種)

(5)若400℃時,第Ⅱ步反應生成l mol氫氣的熱量數(shù)值為 33.2(單位為kJ),第Ⅰ步反應的熱化學方程式為: CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H=-103.3kJ·mol-1。則400℃時,甲烷和水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式為           

 

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