甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸气重整。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:
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化学方程式 |
焓变△H/kJ·mol-1 |
甲烷氧化 |
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) |
△H1=-802.6 |
CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) |
△H2=-322.0 |
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蒸气重整 |
CH4(g)+H2O (g)=CO(g)+3H2(g) |
△H3=+206.2 |
CH4(g)+2H2O (g)=CO2(g)+4H2(g) |
△H4=+165.0 |
(1)已知反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=_______________ kJ·mol-1。
(2)反应CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)化学平衡常数表达式为K= ;反应的平衡常数随温度的变化如表一:
温度/℃ |
400 |
500 |
830 |
1000 |
平衡常数K |
10 |
9 |
1 |
0.6 |
从上表可以推断:此反应是_______________ (填“吸”、“放”)热反应。
(3)在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1 mo1,则达到平衡后CO的转化率为_____。
(4)CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH。向容积均为1L的a, b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2的混合气体,控温,进行实验,测得相关数据如下图。
对图进行分析,从a到c段曲线变化特点看,温度升高甲醇体积分数增高的原因可能是:______________;将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态,可采取的措施有_______。
下图所示反应I、反应II和反应III均是工业生产中常见的反应。其中A、B为化合物,C是温室气体之一,D和K均可用做干燥剂,H常温下为液态化合物,J是一种具有漂白作用的盐,反应III和E与G反应的原理相同。
(1)C与J的水溶液反应后生成的含氧酸的电子式是。
(2)E与G反应的离子方程式是。
(3)J久置后,即便不接触水、空气,本身也逐渐分解生成K,并放出气体,该反应的化学方程式是。
(4)工业上测定反应III产品的有效成分J的含量,先将一定量的产品的溶液加入过量的KI溶液和稀硫酸中,使之反应生成I2,然后用Na2S2O3标准溶液滴定I2,计算出结果。
①用Na2S2O3标准溶液滴定I2时选用的指示剂是。
②生成I2的反应的离子方程式是。
(8分)取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B,每份10 mL,分别向A、B中通入不等量的CO2,再继续向两溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1
的
盐酸,标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸溶液体积之间关系如图所示。
试回答下列问题:
(1)原NaOH溶液的物质的量浓度为。
(2)曲线A表明,原NaOH溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶质成分是。其物质的量之比为。
(3)曲线B表明,原NaOH溶液中通入CO2后,所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积(标准状况)的最大值为mL。
A、B、C、D均为中学所学的常见物质且均含有同一种元素,它们之间的转化关系如下图所示(反应条件及其他物质已经略去):。
(1)若A、D的水溶液均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,则A、D分别为(填写化学式,下同)A:,D:。写出A→B转化的化学方程式:。
(2)若A的水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D的稀溶液能使蓝色的湿润石蕊试纸变红。则A为,写出A→B转化的化学方程式:
(3)若A为周期表中短周期元素形成的单质,D为强碱,画出C的电子式。
(4)若A为短周期元素形成的非金属单质,则A有多种情况,请填写下表,并完成相应的化学反应方程式。(任填1种情况)
A |
B→C化学方程式 |
向一个体积可变的密闭容器中充入4 mol A、1 mol B,发生如下的反应:4A (g)+B(s)3C(s) +4D(g)。在高温下达到平衡,测得混合气体中D的浓度为0.3 mol·L-1 。请填写下列空白:
(1)若容器体积为10 L,反应经2 min达平衡,则以A物质浓度变化表示的化学反应速率为,达平衡时A物质的转化率为。
(2)若压缩容器增大压强,则逆反应的速率,容器中D的体积分数。(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)若相对分子质量M(B)>3M(C),温度升高时混合气体的平均相对分子质量减小,则正反应。(填“吸热”或“放热”)
(4)在最初的容器中改充1.5 mol C、4.4 mol D,温度保持不变,要使反应达平衡时D的浓度为0.6 mol·L-1,则容器的体积是L。
在一定温度下将2 mol A和2 mol B两种气体混合于某2L密闭容器中,发生如下反应:3A (g)+3B(g)2C(g) +2D(g),2 min 末反应达到平衡状态,生成0.8 mol D,请填写下面空白:
(1)B的平衡浓度为。
(2)A的转化率为。
(3)用D表示的平均反应速率为。
(4)如果缩小反应容器容积(温度不变),使压强增大,则平衡体系中C的物质的量浓度,C的质量分数,混合气体平均相对分子质量(均填“增大”、“减小”或“不变”)。