甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
反应过程 |
化学方程式 |
焓变 | 活化能 |
甲烷氧化 |
-802.6 |
125.6 |
|
-322.0 |
172.5 |
||
蒸汽重整 |
206.2 |
240.1 |
|
165.0 |
243.9 |
回答下列问题:
(1)反应的=kJ/mol。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的KP=;
随着温度的升高,该平衡常数(填"增大"、"减小"或"不变")。
(4)从能量阶段分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于。
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对和物质的量分数的影响如下图:
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是。
A.600℃,0.9Mpa B. C. D.
②画出条件下,系统中物质的量分数随反应时间(从常温进料开始即时)
的变化趋势示意图:
(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是 。
短周期元素A、B、C、D中,0.5 mol A元素的离子得到6.02×1023个电子被还原为中性原子,0.4 g A的氧化物恰好与100 mL 0.2 mol·L-1的盐酸完全反应。A元素原子核内质子数与中子数相等,B元素原子核外M能层电子数比K能层多1,C-的核外电子排布为[Ne]3s23p6,D元素原子核外L能层比K能层多2个电子,请完成:
(1)写出A、B、C、D四种元素的名称。
(2)画出C-和D原子的结构示意图。
(3)向B、C两元素形成的化合物的水溶液中逐滴滴入苛性钠溶液,有什么现象发生?写出有关反应的离子方程式。
下列原子的外围电子排布式(或外围轨道表示式)中,哪一种状态的能量较低?试说明理由。
(1)氮原子:A. B.
(2)钠原子:A.3s1 B.3p1
(3)铬原子:A.3d54s1 B.3d44s2
(4)碳原子:
s、3s、3s1各代表什么意义?
下列各组用四个量子数来描述核外电子的运动状态,哪些是合理的?哪些是不合理的?并说明理由。
(1)n=2 l=1 m=0 ms=+12
(2)n=3 l=3 m=2 ms=-12
(3)n=3 l=2 m=2 ms=+12
(4)n=4 l=2 m=3 ms=+12
(5)n=2 l=1 m=1 ms=-1
当氢原子的一个电子从第二能级跃迁到第一能级时,发射出光的波长是121.6 nm;当电子从第三能级跃迁到第二能级时,发射出光子的波长是656.3 nm。
试回答:
(1)哪一种光子的能量大?说明理由。
(2)求氢原子中电子的第三和第二能级的能量差及第二和第一能级的能量差。说明原子中的能量是否连续。