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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:146 题号:14912726
我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应:
a)   
b)   
c)   
d)   
e)   
(1)已知相关物质的燃烧热(25℃、101 kPa):
物质CH4(g) CO(g)H2(g)
燃烧热()
H1=___________
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有___________。
A.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动
B.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加
C.加入反应a的催化剂,可提高CH4的平衡转化率
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)一定条件下,CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分___________步进行,其中,第___________步的正反应活化能最大。


(4)900℃下,将CH4和CO2的混合气体(投料比1:1)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器,测得CH4的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注:目数越大,表示炭催化剂颗粒越小)


由图可知,75 min后CH4转化率与炭催化剂目数的关系为___________,原因是___________
(5)CO2用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:___________

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【推荐1】热力学标准态(298 K、101 kPa)下,由稳定单质发生反应生成1 mol化合物的反应热叫该化合物的生成热(ΔH)。图甲为ⅥA族元素(包括氧、硫、硒、碲)氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。试完成下列问题。

(1)①请你归纳非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热ΔH的关系: ________________________________________________________________________
②硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为______________________________
(2)在25 ℃、101 kPa下,已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ,该反应的热化学方程式是_________________________________
(3)根据图乙写出反应CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)的热化学方程式:___________________________
(4)由金红石(TiO2)制取单质Ti的步骤为:
TiO2―→TiCl4 Ti
已知:Ⅰ.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol1
Ⅱ.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol1
Ⅲ.TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s)+O2(g) ΔH=+141 kJ·mol1
TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=________________
(5)肼(N2H4)可作为火箭发动机的燃料,肼(N2H4)与氧化剂N2O4(l)反应生成N2和水蒸气。已知:
①N2(g)+2O2(g)===N2O4(l) ΔH1=-195 kJ·mol1
②N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol1
试计算1 mol N2H4(l)与N2O4(l)完全反应生成N2和水蒸气时放出的热量为__________,写出N2H4(l)和N2O4(l)反应的热化学方程式:______________________________________
(6)有关肼化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、O==O为500、N—N为154,则断裂1 mol N—H键所需的能量是______ kJ。
2020-10-15更新 | 107次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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【推荐2】我国含硫、天然气资源丰富,天然气脱硫和甲烷与硫化氢重整制氢具有重要的现实意义。回答下列问题:
(1)天然气脱硫工艺涉及如下反应:
2H2S(g) +3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)        ΔH1=akJ ·mol-1
H2S(g)+ SO2(g)=S2(g)+ H2O(g)       ΔH2=b kJ ·mol-1
2H2S(g)+O2(g)=2S(g) +2H2O(g)        ΔH3=c kJ ·mol-1
则2S(g)=S2(g)   H4=_______ kJ ·mol-1
(2)甲烷与H2S重整制氢是一条全新的H2S转化与制氢技术路线。为了研究甲烷对H2S制氢的影响,理论计算表明,原料初始组成n(CH4):n(H2S)=1:2,在体系压强恒为1.0MPa,反应CH4(g)+2H2S(g)→CS2 (g)+4H2(g)        H达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。

①图中表示H2S、H2变化的曲线分别是   ______________。反应达平衡的标志是_______(填标号)。
A.2v(H2S)=4v(H2)
B.CH4的体积分数不再变化
C. 不再变化
D.混合气体的密度不再改变
②由图可知该反应的ΔH_______0(填“>”“<”或“=”),判断的理由是 _______   
③M点对应温度下,CH4的转化率为_______ ;950℃时该反应的Kp=_______ ( MPa)2
2022-07-22更新 | 129次组卷
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【推荐3】氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)图是N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量的变化示意图,请写出N2和H2反应的热化学方程式:_______

(2)若已知表中数据:
化学键H-HN≡N
键能/kJ·mol-1435943

试根据表中及图中数据计算N-H的键能:_______ kJ·mol-1
(3)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。
已知:①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-akJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=-bkJ·mol-1
则NH3还原NO的热化学方程式:_______
(4)N、H、O元素形成的离子化合物为_______(填化学式)。
(5) 氨气可用电解法合成,其原料转化率大幅度提高,有望代替传统的工业合成氨工艺。电解法合成氨的两种原理及装置如图1和图2所示。

图1中,a 电极上通入的X 为_______ ;图 2 中,d 电极上的电极反应式为_______
2021-06-23更新 | 44次组卷
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