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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:292 题号:19479939
据国际能源署预测,2050年氢燃料电池汽车的比重将提高至15%。
Ⅰ.天然气(CH4)和H2O重整制氢
反应①:
反应②:
(1)已知,相关物质的燃烧热如下表,则___________
物质CH4(g)CO(g)H2(g)
燃烧热()890.3282.8285.8
(2)700℃时,向一恒容容器中投入1MPaCH4和3MPaH2O,达到平衡时CO、CO2的分压分别为aMPa和bMPa,则反应①的平衡常数___________
(3)H2的平衡产率随反应温度的变化关系如图1所示。请从平衡移动的角度解释T>600℃时,H2的平衡产率几乎不变的原因___________
(4)已知反应③:。研究发现加入适量CaO有利于重整制氢,如图1所示。加入CaO的优点有___________(填字母)。
A.促进反应②平衡正向移动,提高H2的平衡产率B.消耗CO2,提高H2的纯度
C.反应③放热,为重整体系提供能量D.减少CO2排放,有利于碳中和

   
Ⅱ.氨硼烷(NH3BH3,熔点104℃)水解制氢
(5)1molNH3BH3完全水解可以生成3molH2和一种可溶性的含氧酸盐(N、B均未变价),请写出NH3BH3完全水解的离子反应方程式___________
(6)吉林大学于吉红院士团队研究发现Pt催化剂上NH3BH3的水解速度主要受H2O和NH3BH3脱氢反应的影响,如图2所示。请写出决速步的化学反应方程式___________

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【推荐1】丙烯是仅次于乙烯的有机化工原料,可由丙烷脱氢氧化制取。丙烷脱氢氧化工艺包含的反应有:
主反应:①C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)     H1=+124.27 kJ·mol1(脱氢反应)
②H2(g)+O2(g)=H2O(g)        H2=-241.82 kJ·mol1(烧氢反应)
副反应:③C3H8(g)CH4(g)+C2H4(g)   H3=+81.30 kJ·mol1
④C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)       H4=-136.94 kJ·mol1
⑤C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g)     H5
回答下列问题:
(1)H5____kJ·mol1
(2)图1是制备工艺中一些反应平衡常数的对数值与温度的关系图,欲提高丙烯的产率,能否尽可能的提高反应温度?_________,其原因是__________________。除温度外,下列还可提高丙烯产率的措施有_________(填序号)

A 降低压强                                B 增大压强
C 采用选择性优良的催化剂        D 选择性的氧化消除部分氢气
(3)实际脱氢工艺中常常通入水蒸气,以改变丙烷的平衡转化率。图2为常压、600~1000K时,不同水烃比M下丙烷脱氢反应的平衡转化率变化图。由图可知,常压、温度恒定时水烃比对平衡转化率的影响规律为____________。设某温度、1 atm(记为p0)下丙烷的脱氢转化率为y,加入反应体系的水蒸气与原料丙烷的物质的量之比为M,则脱氢反应的平衡常数Kp____(Kp为以分压表示的平衡常数,写出表达式即可)。
(4)当反应温度为923K时,计算可知脱氢反应的反应热为+115.66 kJ·mol1,烧氢反应的反应热为-237.75 kJ·mol1,为保证烧氢所放热量完全满足脱氢吸热之用(假设脱氢率为100%),则烧氢率应大于_____;由此可见,烧氢过程不仅可以提高丙烷脱氢的转化率,还可以_________
2020-03-19更新 | 193次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐2】水煤气变换[]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域。回答下列问题。
(1)在800℃、2L密闭容器中,若充入3molCO和2mol水蒸气进行反应,保持温度不变,5min反应达平衡,测得生成1.2mol,则5min内该反应的速率_____,该温度下的平衡常数K为_____,CO平衡转化率为_____
(2)Shibata曾做过下列实验:721℃下,分别用氢气和一氧化碳还原氧化钴(CoO),反应如下。请回答问题:
i、
ii、
①反应_____(用表示);
②反应i和ⅱ分别达到平衡后,若气体中和CO的体积分数分别为0.025、0.02,则反应的平衡常数_____(计算并保留两位小数)。
③一氧化碳和水蒸气的反应历程(反应A、反应B)如图,下列说法正确的是_____

a、该反应经过两步基元反应完成
b、反应为放热反应,其中反应B活化能大于反应A
c、使用催化剂,可以改变反应的过程,反应速率加快
d、升高温度,可以使反应A、反应B活化能变大
(3)800℃下,将CO和水蒸气混合气体充入容积相等的三个恒温、恒容密闭容器中,获得如下数据。
实验编号各物质起始量/mol平衡时能量变化/kJ
CO
实验11100
实验20011
实验32200

①表中_____
②关于3组实验,下列说法正确的是_____
a、实验开始时,起始反应速率最快的是实验3
b、平衡时浓度:实验3是实验2的2倍
c、平衡时,实验1与实验3中CO的转化率相同
d、平衡常数,实验3是实验1的两倍
2021-12-30更新 | 579次组卷
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【推荐3】“循环经济”和“低碳经济”是目前备受关注的课题,因而对碳、硫及其化合物的综合利用成为研究的热点。
(1)下列事实中,能用来比较碳元素和硫元素的非金属性强弱的是____________(填字母)。
A.SO2具有漂白性而CO2没有
B.少量H2SO3可与Na2CO3反应生成NaHCO3
C.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色而CO2不能
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(2)通过热循环进行能源综合利用的反应系统的原理如下图所示。
   
系统(Ⅱ)制取氢气的热化学方程式为________________________
两个系统制得等量的H2时所需能量较少的是________________________
(3)向10L恒容密闭容器中充入2 molCO和1molSO2,发生反应2CO(g)+SO2(g)S(g)+2CO2(g)。CO和CO2的平衡体积分数()与温度(T)的变化关系如下图所示。
   
①图中表示CO的平衡体积分数与温度的变化关系的曲线为_____________(填“L1”或“L2”)。
②T1℃时,SO2的平衡转化率a1=_____________,反应的平衡常数K1=_____________
③只改变下列条件,既能加快该反应的反应速率,又能增大CO的平衡转化率的是_____________(填字母)。
A.增大压强
B.充入一定量的H2S
C.充入一定量的SO2
D.加入适当催化剂
④向起始温度为T1℃的10L绝热容器中充入2molCO和1molSO2,重复实验,该反应的平衡常数K2___(填“>”“<”或“=”)K1,理由为______________________
2019-03-29更新 | 921次组卷
共计 平均难度:一般