氫氣在工業(yè)上具有重要的應(yīng)用,從煉鋼到食品無處不在,未來隨著“碳中和”戰(zhàn)略的推進(jìn),氫氣的使用率必將得到進(jìn)一步的提升。
(1)用H2可以將CO2轉(zhuǎn)化為CH4,該過程中涉及的反應(yīng)如下。
①CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41kJ?mol-1
②CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)ΔH2=-205kJ?mol-1
③CO(g)+H2(g)?C(s)+H2O(g)ΔH3=-131kJ?mol-1
④C(s)+2H2O(g)?CH4(g)+CO2(g)ΔH4=-25kJ?mol-1
則反應(yīng)CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)的ΔH=-246kJ?mol-1-246kJ?mol-1,反應(yīng)③、④的存在會導(dǎo)致甲烷的產(chǎn)率 減小減小(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)微觀動力學(xué)研究表明,在催化劑作用下,反應(yīng)CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)的能量變化如圖所示(吸附在催化劑表面的物質(zhì)用“*”標(biāo)注)。
在該反應(yīng)歷程中,最大的能壘E正=1.351.35eV,請寫出該步驟反應(yīng)的化學(xué)方程式:CH3*+H*=CH4*CH3*+H*=CH4*。
(3)在一定條件下,向某2L恒容密閉容器中充入2molCO2、4molH2,發(fā)生反應(yīng)②,測得反應(yīng)10min時,不同溫度下氫氣的轉(zhuǎn)化率如圖所示。
①a、b、c三點對應(yīng)的v(CH4)逆由大到小的順序為 c>b>ac>b>a(用a、b、c表示),請解釋原因:溫度越高,濃度越大,則速率越大,由于轉(zhuǎn)化率c>b>a,故甲烷的濃度c>b>a,且對應(yīng)溫度c>b>a,綜上所述,v(CH4)逆由大到小順序為c>b>a溫度越高,濃度越大,則速率越大,由于轉(zhuǎn)化率c>b>a,故甲烷的濃度c>b>a,且對應(yīng)溫度c>b>a,綜上所述,v(CH4)逆由大到小順序為c>b>a;T2溫度下,若起始時容器內(nèi)的壓強為3MPa,前10min內(nèi)v(H2)=0.160.16MPa?min-1,該溫度下反應(yīng)的Kp=16.716.7(MPa)-2(保留一位小數(shù),Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù))。
②已知速率方程v正=k正?p4(H2)?p(CO2)、v逆=k逆?p2(H2O)?p(CH4),k正、k逆只與溫度有關(guān)。若T2時,k逆=2(MPa)-2?min-1,則該溫度下k正=33.433.4(MPa)-4?min-1。
(4)科學(xué)家一直研究開發(fā)氫能源,我國科學(xué)家研發(fā)的循環(huán)制氫和貯氫的新工藝如圖。下列有關(guān)說法正確的是 DEDE(填字母)。
A.ZnFe2O4中Fe為+6價
B.ZnFe2O4降低了H2O分解的活化能
C.反應(yīng)2中需要不斷地補充ZnO、Fe3O4
D.反應(yīng)3通入氬氣作為保護(hù)氣是因為氬氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定
E.貯氫過程可表示為3H2+2Mg2Cu=3MgH2+MgCu2
【答案】-246kJ?mol-1;減?。?.35;CH3*+H*=CH4*;c>b>a;溫度越高,濃度越大,則速率越大,由于轉(zhuǎn)化率c>b>a,故甲烷的濃度c>b>a,且對應(yīng)溫度c>b>a,綜上所述,v(CH4)逆由大到小順序為c>b>a;0.16;16.7;33.4;DE
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:63引用:3難度:0.5
相似題
-
1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
把好題分享給你的好友吧~~