題目列表(包括答案和解析)
天然氣(以甲烷計(jì))在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。
Ⅰ.在制備合成氨原料氣H2 中的應(yīng)用
(1)甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化法制H2的主要轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下:
CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH = +206.2 kJ/mol
CH4(g) + 2H2O(g) CO2(g) +4H2(g) ΔH = +165.0kJ/mol
上述反應(yīng)所得原料氣中的CO能使氨合成催化劑中毒,必須除去。工業(yè)上常采用催化劑存在下CO與水蒸氣反應(yīng)生成易除去的CO2,同時(shí)又可制得等體積的氫氣的方法。此反應(yīng)稱為一氧化碳變換反應(yīng),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。
(2)CO變換反應(yīng)的汽氣比(水蒸氣與原料氣中CO物質(zhì)的量之比)與CO平衡變換率
(已轉(zhuǎn)化的一氧化碳量與變換前一氧化碳量之比)的關(guān)系如下圖所示:
汽氣比與CO平衡變換率的關(guān)系
析圖可知:
① 相同溫度時(shí),CO平衡變換率與汽氣比的關(guān)系是 。
② 汽氣比相同時(shí),CO平衡變換率與溫度的關(guān)系是 。
(3)對(duì)于氣相反應(yīng),用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(pB)代替物質(zhì)的量濃度也可以表示平衡常數(shù)(記作Kp),則CO變換反應(yīng)的平衡常數(shù)表示式為:Kp= 。隨溫度的降低,該平衡常數(shù) (填“增大”“減小”或“不變”)。
Ⅱ.在熔融碳酸鹽燃料電池中的應(yīng)用
以熔融Li2CO3和K2CO3為電解質(zhì),天然氣經(jīng)內(nèi)重整催化作用提供反應(yīng)氣的燃料電池示意圖如下:
(1)外電路電子流動(dòng)方向:由 流向 (填字母)。
(2)空氣極發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。
(3)以此燃料電池為電源電解精煉銅,當(dāng)電路有0.6 mol e‑ 轉(zhuǎn)移,有 g 精銅析出。
某校活動(dòng)小組為探究金屬腐蝕的相關(guān)原理,設(shè)計(jì)了如下圖a所示裝置,圖a的鐵棒末段分別連上一塊Zn片和Cu片,并靜置于含有K3Fe(CN)6及酚酞的混合凝膠上。一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)凝膠的某些區(qū)域(如下圖b示)發(fā)生了變化,已知Fe2+可用K3Fe(CN)6來(lái)檢驗(yàn)(呈藍(lán)色)。則下列說(shuō)法不正確的是( )
A.甲區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式:Fe-2e-= Fe2+ B.乙區(qū)產(chǎn)生Zn2+
C.丙區(qū)呈現(xiàn)紅色 D.丁區(qū)呈現(xiàn)藍(lán)色
“C1化學(xué)”是指以分子中只含一個(gè)碳原子的物質(zhì)為原料進(jìn)行物質(zhì)合成的化學(xué)!癈1化學(xué)”對(duì)于緩解日益 嚴(yán)重的能源危機(jī)、合理利用煤和天然氣等化石燃料、保護(hù)環(huán)境等都有非常重要的意義。合成氣(CO+H2)是 “C1化學(xué)”中的常用原料。
(1)煤氣化可生成合成氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________,用該方法生產(chǎn)合成氣的一個(gè)典型缺陷是___________。
(2)將甲烷氧化可制合成氣:CH4(g)+1/2O2(g)CO(g)+2H2(g) △H=-35.6 kJ/mol。該反應(yīng)是_____(填“自發(fā)”或“非自發(fā)”)反應(yīng)。
(3)通過(guò)乙醇制取合成氣具有良好的應(yīng)用前景。由乙醇制取合成氣有如下兩條路線:
a.水蒸氣催化重整:CH3CH2OH(g)+H2O(g)→4H2(g)+2CO(g) △H=+255.58 kJ/mol
b.部分催化氧化:CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)→ 3H2(g)+2CO(g) △H=+13.76 kJ/mol
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是____。
A.從原料消耗的角度來(lái)看,a路線制氫更有價(jià)值
B.從能量消耗的角度來(lái)看,b路線制氫更加有利
C.a(chǎn)路線制氫由于要消耗很多能量,所以在實(shí)際生產(chǎn)中意義不大
D.在以上兩個(gè)反應(yīng)中,原子利用率較高的是b反應(yīng)
(4)工業(yè)用合成氣制備二甲醚的生產(chǎn)流程如下:
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