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_______。
【化学—选修5:物质结构与性质】
现有A、B、C、D、E原子序数依次增大的五种元素,它们位于元素周期表的前四周期。A元素原子的价层电子总数是内层电子总数的2倍;C元素原子的L电子层中只有两对成对电子;D元素与E元素在同周期相邻的族,它们的原子序数相差3,且D元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题:
⑴A、B、C三种元素的名称分别为、、。
⑵用元素符号表示A、B、C三种元素的第一电离能由低到高的排序为。
⑶E元素基态原子的核外电子排布式为。
⑷A元素与氢元素能形成种类繁多的化合物,其中只含sp3杂化且相对分子质量最小的分子的VSEPR空间构型为;其中只含sp2杂化且相对分子质量最小的化合物的结构式为;其中同时含sp杂化、SP2杂化、sp3杂化且相对分子质量最小的化合物的化学式为。
⑸A元素的一种单质的晶体结构如图甲所示,D元素的一种单质的晶体结构如图乙所示。
图甲中A原子的配位数与图乙中D原子的配位数之比为。
对于甲、乙、丙、丁、戊五种溶液有如下信息:
①分别NH4+、Na+、Al3+、Ba2+、Ag+和NO3-、Cl-、SO42-、Br-、CO32-离子中的各一种组成(不重复)。
②其中甲、丙、戊三种溶液呈酸性,乙溶液呈碱性,
③甲、乙反应生成白色沉淀和气体,丁可分别与甲、乙、丙反应生成白色沉淀。
请回答下列问题:
⑴用化学式表示出各物质:乙、丁。
⑵请用离子方程式表示戊溶液呈酸性的原因:。
⑶请用离子方程式表示甲与乙的反应:。
⑷检验甲溶液中甲的阴离子的方法是先加试剂,再加试剂,观察到现象,证明该阴离子存在。
⑸若丙、丁形成的白色沉淀的溶度积常数Ksp=1.8×10-20,则将1 L 1mol/L的丙溶液与1 L 1 mol/L的丁溶液混合充分反应后,不考虑溶液混合时的微小体积变化,形成沉淀的阳离子的浓度约为mol/L。
氨在国民经济中占有重要的地位,请参与下列探究
(1)已知在400℃时,2NH3(g) N2 (g)+ 3H2(g) (△H>0)的平衡常数K=2,
①400℃时,N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g)的K=(填数值)。
②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应V(NH3)正V(NH3)逆(填:>、<、=、不能确定)。
(2)已知:=H2O(l)△H=—285.8 kJ·
…①
=NO2(g)△H=+33.9 kJ·
…②
=NH3(g)△H=—46.0 kJ·
…③
H2O(l)=H2O(g)△H=+44 kJ·…④
则表示NH3燃烧热的热化学方程式为
氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ,在导线中电子流动方向为
(用a、b 表示)。
(2)负极反应式为 。
在一定条件下,将3molA 和1mol B 两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+ 2D(g)。2min末该反应达到平衡,生成0.8mol D ,并测得C的浓度为0.2mol·L-1。请填空:
(1)x=__________(有过程)
(2)温度降低,K值增大,则正反应是_________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)B的转化率为_________(有过程)。
(4)能判断该反应达到平衡状态的依据是________(填编号)
A.混合气体的密度不变 |
B.容器中的压强不再变化 |
C.生成D的反应速率是生成B的反应速率的2倍 |
D.单位时间内生成3molA,同时生成1molB |