【題目】甲烷水蒸氣的重整反應(yīng)是工業(yè)制備氫氣的重要方式,其化學(xué)反應(yīng)方程式為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。回答下列問題:
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H1=-890.3kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO(g) H2=-283.0kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) H3=-285.8kJmol-1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H4=-41.0kJmol-1
則甲烷水蒸氣重整反應(yīng)的△H=__kJ·mol-1。
(2)通過計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn),對400~1200℃、操作壓強(qiáng)為0.1MPa條件下,不同水碳比(1~10)進(jìn)行了熱力學(xué)計(jì)算,反應(yīng)平衡體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與水碳比、平衡溫度的關(guān)系如圖所示。
①H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與水碳比(1~10)的關(guān)系是平衡溫度一定時(shí),__;其原因是__。
②據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)可知,平衡溫度為900℃,水碳比為1.0時(shí),H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.6,CH4的轉(zhuǎn)化率為__,其壓強(qiáng)平衡常數(shù)為__;反應(yīng)速率方程為v=kp(CH4)p-1(H2),此時(shí)反應(yīng)速率=__(已知:氣體分壓=氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×總壓,速率方程中k為速率常數(shù))。
(3)厭氧細(xì)菌可將葡萄糖轉(zhuǎn)化為CH4和H2,pH為5.5時(shí)不同熱預(yù)處理溫度和時(shí)間下的甲烷和氫氣的產(chǎn)率如圖所示,若要提高H2的產(chǎn)率,最佳溫度為__;與甲烷水蒸氣重整制氫相比其優(yōu)點(diǎn)有__(至少寫兩點(diǎn))。
【答案】+206.3 水碳比越大,H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越大 水碳比較大時(shí),CO會(huì)與H2O進(jìn)一步反應(yīng)生成H2,使H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大 66.67% 4.32×102(MPa)2 80℃ 原料來源廣、制取H2溫度低、不會(huì)產(chǎn)生CO等有害氣體等
【解析】
(1)用蓋斯定律求甲烷水蒸氣重整反應(yīng)的△H;
(2)①H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與水碳比(1~10)的關(guān)系由圖知;原因從生成氫氣的反應(yīng)角度來回答;
②平衡溫度為900℃,水碳比為1.0時(shí),H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.6,CH4的轉(zhuǎn)化率、其壓強(qiáng)平衡常數(shù);以及此時(shí)反應(yīng)速率通過三段式計(jì)算;
(3)厭氧細(xì)菌可將葡萄糖轉(zhuǎn)化為CH4和H2,提高H2的產(chǎn)率的最佳溫度,由圖知;與甲烷水蒸氣重整制氫相比的優(yōu)點(diǎn)從反應(yīng)的難易程度及環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等角度來考察。
(1)已知:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H1=-890.3kJ·mol-1②CO(g)+O2(g)=CO(g) H2=-283.0kJ·mol-1③H2(g)+O2(g)=H2O(l) H3=-285.8kJmol-1④CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H4=-41.0kJmol-1,根據(jù)蓋斯定律,①+④2×②2×③即得甲烷水蒸氣的重整反應(yīng)方程式為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),則甲烷水蒸氣重整反應(yīng)ΔH=ΔH1+ΔH42ΔH22ΔH3=(890.341+2×283.0+2×285.8) kJmol1=+206.3 kJmol1;
答案為:+206.3;
(2)①平衡溫度一定時(shí),H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與水碳比(1~10)的關(guān)系,由圖中曲線走勢可知;
答案為:水碳比越大,H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越大;
水碳比越大,H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越大的原因,從生成氫氣的反應(yīng)可知,除了甲烷水蒸氣的重整反應(yīng)生成氫氣外,一氧化碳和水也會(huì)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣;
答案為:當(dāng)水碳比較大時(shí),CO會(huì)與H2O反應(yīng)生成H2,使H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大;
②操作壓強(qiáng)為0.1MPa、平衡溫度為900℃條件下,水碳比為1.0時(shí),H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.6,設(shè)甲烷和H2O的物質(zhì)的量均為amol,達(dá)化學(xué)平衡時(shí),甲烷消耗x,
,則CH4的轉(zhuǎn)化率
答案為:66.67%;
已知:氣體分壓=氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×總壓, ,,壓強(qiáng)平衡常數(shù)為;
答案為:4.32×102(MPa)2;
反應(yīng)速率方程為v=kp(CH4)p-1(H2),此時(shí)反應(yīng)速率 ;
答案為: ;
(3)厭氧細(xì)菌可將葡萄糖轉(zhuǎn)化為CH4和H2,pH為5.5時(shí),若要提高H2的產(chǎn)率,降低甲烷產(chǎn)率,最佳溫度為80℃;與甲烷水蒸氣重整制氫相比其優(yōu)點(diǎn)有原料來源廣、制取H2溫度低、不會(huì)產(chǎn)生CO等有害氣體等;
答案為:80℃;原料來源廣、制取H2溫度低、不會(huì)產(chǎn)生CO等有害氣體等。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】向甲、乙、丙三個(gè)體積均為0.5L的密閉容器中充入一定量的A和B,發(fā)生反應(yīng):A(g)+xB(g)2C(g)。各容器的反應(yīng)溫度、反應(yīng)物起始量,反應(yīng)過程中C的濃度隨時(shí)間變化關(guān)系分別如表和如圖表示:
下列說法正確的是( )
A.10min內(nèi)甲容器中反應(yīng)的平均速率v(A)=0.1mol·L-1·min-1
B.x=1
C.由圖可知:T1<T2,且該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
D.T1℃,起始時(shí)甲容器中充入0.5molA、1.5molB,平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為25%
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( )
A.等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別在氧氣中完全燃燒,后者放出的熱量多
B.熱化學(xué)方程式C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) ΔH=-1256kJ·mol-1,可知乙炔的燃燒熱為1256kJ·mol-1
C.在101 kPa時(shí),2gH2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1
D.稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若將含0.5molH2SO4的濃溶液與含1molNaOH的溶液混合,放出的熱量大于57.3 kJ
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】含釩石煤(含有鐵、硅、鋁、鈣、鎂等元素的氧化物)中的釩大部分是以V(III)和V(IV)形式存在,由含礬石煤提釩的一種工藝流程如圖所示:
已知:銅鐵試劑能與銅、鐵、鋁、鈦等元素形成不溶于水的配合物。
回答下列問題:
(1)含礬石煤預(yù)制時(shí)加入復(fù)合添加劑對釩浸出率的影響如圖所示,其中最佳復(fù)合添加劑為__,最佳添加比例為__。
(2)如圖為“抽濾”實(shí)驗(yàn)原理裝置圖,"抽濾”時(shí)抽氣泵的作用是__;“酸浸渣”經(jīng)“水洗滌”返回“浸出”的目的是__。
(3)已知酸浸液中V2O24+被H2O2氧化成VO2+,其離子方程式為__。“凈化除雜”時(shí)用銅鐵試劑除去所含的Al3+、Fe3+等雜質(zhì)離子而不通過調(diào)節(jié)酸浸液pH的原因是__。
(4)“沉釩”的離子反應(yīng)方程式為___。
(5)“煅燒”純凈的沉釩產(chǎn)物過程中,固體殘留率與溫度變化如圖所示。已知A點(diǎn)坐標(biāo)為(260℃,85.47%)。則A點(diǎn)對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式為__,B點(diǎn)對應(yīng)的物質(zhì)為V2O5,則B點(diǎn)坐標(biāo)為___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖是一個(gè)甲烷燃料電池工作時(shí)的示意圖,乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極,一個(gè)是鐵電極,工作時(shí)N電極的質(zhì)量減少,請回答下列問題:
(1)M電極的材料是_____, 其電極反應(yīng)式為:_______。N的電極名稱是_____,其電極反應(yīng)式為:_____。
(2)通入O2的鉑電極的電極反應(yīng)式為:________。
(3)在此過程中,乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時(shí),甲池中理論上消耗氧氣為_____L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用NA 表示阿伏加德羅常數(shù),則下列說法中正確的是
A.2克H2所含的原子數(shù)目為NA
B.2molO3和3molO2所含的氧原子數(shù)都是6NA
C.常溫常壓下,11.2L氧氣含原子數(shù)為NA個(gè)
D.2.3g金屬鈉含有的電子數(shù)為NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A.0.5mol/L的MgCl2溶液中,含有Cl- 個(gè)數(shù)為NA
B.0.1 mol Zn與含0.1 mol HCl的鹽酸充分反應(yīng),生成H2的體積為112mL
C.常溫常壓下,3.2 g O2所含的原子數(shù)為0.2NA
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 LH2O含有的H2O分子數(shù)為0.1NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】綠礬(FeSO4·7H2O)是自然界存在的一種礦石,翠綠如寶石,很早就引起人們的重視。
材料一 《唐本草》和《天工開物》等古籍都記載中國很早就能焙燒綠礬制備鐵紅(主要成分是Fe2O3)。鐵紅顏色鮮艷,穩(wěn)定無毒,是中國傳統(tǒng)紅色顏料的重要著色劑。
材料二 公元8世紀(jì),阿拉伯煉金家查比爾曾提出,把綠礬焙燒可以蒸餾出“礬精”,它具有比較大的溶解力。綠礬焙燒是一種生產(chǎn)硫酸的古老方法。
(1)某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖所示試驗(yàn)裝置對綠礬的焙燒反應(yīng)進(jìn)行探究。
①實(shí)驗(yàn)過程中,裝置A玻管中可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__。
②裝置C的作用是__。
③該小組學(xué)生設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證“礬精”是硫酸溶液:取U形管中的溶液少許于試管中,滴入__(填試劑名稱),溶液呈紅色,說明“礬精”中含有H+;檢驗(yàn)“礬精”中含有SO42-的方法是__。
(2)某工廠計(jì)劃用綠礬焙燒工藝生產(chǎn)高純度鐵紅(Fe2O3)160kg,計(jì)算理論上所需綠礬的質(zhì)量,寫出計(jì)算過程。___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2008年奧運(yùn)會(huì)即將在北京舉行,下列有關(guān)說法不正確的是 ( )
A.祥云火炬的燃料是丙烷,其分子式為
B.奧運(yùn)會(huì)將嚴(yán)查運(yùn)動(dòng)員服用興奮劑,有—種興奮劑的結(jié)構(gòu)簡式為,其分子式為C20H24O3
C.奧運(yùn)會(huì)所使用的鋰電池為高能電池,其顯著特點(diǎn)是提供相同電量時(shí)所需的金屬正極質(zhì)量最小
D.“金鑲玉”獎(jiǎng)牌中玉的化學(xué)成分主要是含水鈣鎂硅酸鹽,如,可表示為···
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