氫能源具有廣泛的應(yīng)用前景，甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一，
涉及反應(yīng)如下：
I.CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）ΔH1
II.CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）ΔH2＜0
ⅢCH4（g）+2H2O（g）?CO2（g）+4H2（g）ΔH3＞0
回答下列問題：
（1）ΔfHm為標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，其定義為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由穩(wěn)定相態(tài)的單質(zhì)生成1mol該物質(zhì)的焓變。對于穩(wěn)定相態(tài)單質(zhì)，其ΔfH
m2為零。部分物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓如下表。
| 物質(zhì) | CH4（g） | CO（g） | H2O（1） |
| ΔfHm/（kJ?mol-1） | -75 | -110.5 | -285.8 |
+206.3
+206.3
kJ?mol-1[已知：H2O（g）=H2O（1）ΔH=-44kJ?mol-1]。（2）某溫度下，CH4（g）和H2O（g）按投料比1：3加入密閉容器中催化重整制取高純氫，平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率為80%，H2的體積分?jǐn)?shù)為50%，則H2O的轉(zhuǎn)化率為
40%
40%
；反應(yīng)物投料比小于反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比，目的是提高CH4的轉(zhuǎn)化率
提高CH4的轉(zhuǎn)化率
。（3）用CaO可以去除CO2。H2體積分?jǐn)?shù)和CaO消耗率隨時間變化關(guān)系如圖所示。從t1時開始，H2體積分?jǐn)?shù)顯著降低，單位時間CaO消耗率
降低
降低
（填“升高”“降低”或“不變”）。此時CaO消耗率約為35%，大部分已失效，原因是 CaO+CO2=CaCO3，生成的CaCO3覆蓋在CaO的表面，減小了CaO與 CO2的接觸面積，導(dǎo)致吸收效率降低甚至失效
CaO+CO2=CaCO3，生成的CaCO3覆蓋在CaO的表面，減小了CaO與 CO2的接觸面積，導(dǎo)致吸收效率降低甚至失效
。
（4）在一定條件下，選擇合適的催化劑發(fā)生反應(yīng)CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），調(diào)整CO和H2O初始投料比，測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率如圖。
已知：反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正x（CO）?x（H2O）-k逆x（CO2）?x（H2），k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。A、B、D、E四點中溫度最高的是
B
B
，在C點所示投料比下，當(dāng)CO轉(zhuǎn)化率達(dá)到40%時，v
正
v
逆
5.0625
5.0625
。【答案】+206.3；40%；提高CH4的轉(zhuǎn)化率；降低；CaO+CO2=CaCO3，生成的CaCO3覆蓋在CaO的表面，減小了CaO與 CO2的接觸面積，導(dǎo)致吸收效率降低甚至失效；B；5.0625
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：42引用：2難度：0.6
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1．CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下：
Ⅰ.CO2（g）+C2H6（g）?C2H4（g）+H2O（g）+CO（g）ΔH=+177kJ?mol-1（主反應(yīng)）
Ⅱ.C2H6（g）?CH4（g）+H2（g）+C（S）ΔH=+9kJ?mol-1（副反應(yīng)）
（1）反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步：
i.C2H6（g）?C2H4（g）+H2（g）ΔH1（反應(yīng)速率較快）
ii.H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）ΔH2=+41kJ?mol-1（反應(yīng)速率較慢）
①ΔH1=kJ?mol-1
②相比于提高c（C2H6），提高c（CO2）對反應(yīng)I速率影響更大，其原因是。
（2）向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4，選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示，工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素，反應(yīng)選擇800℃的原因是。
（3）在800℃時，=n（CO2）n（C2H6），充入一定體積的密閉容器中，在有催化劑存在的條件下，只發(fā)生主反應(yīng)，初始壓強(qiáng)為P，一段時間達(dá)到平衡，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計算結(jié)果用最簡分式表示）。
（4）工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯，只發(fā)生如下反應(yīng)：2CH4?C2H4+2H2ΔH＞0，溫度T時，向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4，僅發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2（CH4），v逆=k逆c（C2H4）?c2（H2），k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)，則T溫度時═k逆k正（用含有m的代數(shù)式表示）。
（5）我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法（裝置如圖）用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M(fèi)是電源的極。
②陽極電極反應(yīng)式是。發(fā)布：2024/12/17 20:30:1組卷：24引用：2難度：0.6 -
2．一定條件下，可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算，也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)．在恒溫恒壓條件下，總壓不變，用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便．下列說法不正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/21 8:0:2組卷：134引用：1難度：0.7 -
3．工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO，以氨氣、氧氣為原料，在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2，兩個競爭反應(yīng)化學(xué)方程式如下：
Ⅰ．4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）
Ⅱ．4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中，在上述催化劑作用下反應(yīng)，相同時間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知：有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是（ ）發(fā)布：2024/12/17 0:30:2組卷：81引用：5難度：0.5
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