开发氢能是实现社会可持续发展的需要。下图是以含H2S杂质的天然气为原料制取氢气的流程图。
回答下列问题:
(1)反应②的化学方程式为 。
(2)反应④的离子方程式为 。
(3)步骤③中制氢气的原理如下:
Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
Ⅱ:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
①对于反应Ⅰ,一定可以提高平衡体系中H2的百分含量,又能加快反应速率的措施是 (填字母代号)。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
②利用反应Ⅱ,将CO进一步转化,可提高H2的产量。若1.00 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO的转化率为 。
③若该天然气中硫化氢的体积分数为5%,且甲烷与水蒸气反应转化成二氧化碳和氢气的总转化率为80%,则通过上述流程1.00 m3天然气理论上可制得氢气 m3(同温同压条件下)。
(4)一定条件下,如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(生成的有机物为气体,忽略其他有机物)。
①生成目标产物的电极反应式为 。
②该储氢装置的电流效率为η= 。(η= ×100%,计算结果保留小数点后1位)
在容积为2.0 L的密闭容器内,物质D在T℃时发生反应,其反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如下图,据图回答下列问题:
(1)从反应开始到第一次达到平衡时,A物质的平均反应速率为。
(2)根据右图写出该反应的化学方程式。
(3)第5分钟时,升高温度,A、B、D的物质的量变化如右图,则该反应是(填“放热”或“吸热”)反应。若在第7分钟时增加D的物质的量,A的物质的量变化正确的是_____(用图中a~c的编号回答)
(4)某同学在学习了“化学反应速率和化学平衡”专题后,发表如下观点,你认为错误的是。
a.化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品
b.化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率
c.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品
d.正确利用化学反应速率和化学平衡理论都可以提高化工生产的综合效益
可逆反应A(气)+B(气)3C(气),下图中甲、乙、丙分别表示在不同的条件下,生成物C在反应混和物中的百分含量(C%)和反应时间的关系:
(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂时的情况,则___曲线是表示有催化剂时的情况。
(2)若乙图中的a曲线表示200℃和b曲线表示100℃时的情况,则此可逆反应的正反应是_____热反应。
(3)若丙图中两条曲线分别表示不同压强下的情况,则____曲线是表示压强较大的情况。
(1)在密闭容器中有H2O(g) +C(s) CO(g) + H2(g)反应,一定条件下达到平衡,①增大水蒸汽浓度,平衡向反应方向移动(填“正”、“逆”或“不”下同),CO的浓度将。(填“增大”、“减小”或“不变”下同)
②增加H2浓度平衡向反应方向移动,CO的浓度将。
(2)用注射器吸入少量NO2和N2O4的混合气体,发生如下反应:
2NO2(g)N2O4(g)当活塞迅速向外拉时,平衡向反应方向移动,气体的颜色先变_____(“浅”、“深”或“不变”下同),后变______;最终和最初相比,_____更深(填“前”或“后”)。
常温下某淡黄色固体单质A,与它的气态氢化物B和氧化物C之间,有如右图的转变关系,试回答:
(1)A是、B是、C是。
(2)B的物质的量为x,氧气的物质的量为y,则当B跟氧气恰好反应,完全转化为A时,x与y的数值关系为;若当B转化为C时,反应后,常温下体系中只有C一种气体, x与y的数值关系是。
有一可左右滑动的密封导热隔板,当拔起销钉后,两侧分别开始进行如图所示的可逆反应,隔板随之开始移动。
各物质的起始加入量
物质 |
H2 |
Br2(g) |
HBr |
X |
Y |
Z |
R |
物质的量(mol) |
2.0 |
2.0 |
5.0 |
设x |
8.0 |
0.50 |
1.5 |
当x在一定范围内变化时,均可因为隔板的导热作用而调节反应器左右两侧的温度,使两侧反应都达到平衡。在整个反应过程中隔板始终左滑,一段时间后,隔板恰好处于反应器左端1/3处不动,达平衡后保持温度不变。试回答:
(1)化学方程式中R物质的化学计量数n为(填编号,下同)
A.3 B.4 C.5 D.6
(2)若x=6.5,则右侧反应在起始时向方向(填“正反应”或“逆反应”)进行;欲使起始反应维持向该方向进行,则x的取值范围为。
(3)若已知ΔH 1<0,ΔH 2<0, x分别为6.5和7.0时,在这两种情况下,反应分别达到平衡状态(Ⅱ)时,请比较H2体积分数(分别记作φ(H2)、φ(H2’))的相对大小。
A.φ(H2)>φ(H2’) B.φ(H2)<φ(H2’)
C.φ(H2)=φ(H2’) D.不能确定
(4)若x=6.5时,左右两侧反应体系达平衡后,设法向左侧容器中再充入a mol氢气,当左、右两侧反应体系再次平衡时(隔板平衡点位置不变,下同)a的取值范围是。
(5)若x=6.5时,且左右两侧反应体系均达到平衡后,如向右侧反应体系中充入b mol氦气,片刻后,使容器两侧又均达到平衡。则右侧化学平衡将向方向(填“正反应”或“逆反应”)移动;b的最大值应小于。