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甲醇與水蒸氣重整制氫可直接用于燃料電池。回答下列問(wèn)題:
(1)已知甲醇分解反應(yīng):CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)△H1=+90.64 kJ/mol
水煤氣變換反應(yīng):CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H2=-41.20 kJ/mol
則CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)△H3=
+49.44
+49.44
kJ/mol
(2)科學(xué)家通過(guò)密度泛函理論研究甲醇與水蒸氣重整制氫反應(yīng)機(jī)理時(shí),得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面發(fā)生解離時(shí)四個(gè)路徑與相對(duì)能量關(guān)系如圖所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物種用*標(biāo)注。此歷程中活化能最小的反應(yīng)方程式為
CH2O*+2H*=CHO*+3H*(或CH2O*=CHO*+H*)
CH2O*+2H*=CHO*+3H*(或CH2O*=CHO*+H*)
。
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(3)在0.1MPa下,將總進(jìn)料量1mol且n(CH3OH):n(H2O)=1:1.3的混合氣體充入一剛性密閉容器中反應(yīng)。
①實(shí)驗(yàn)測(cè)得水煤氣變換反應(yīng)的速率隨溫度的升高明顯下降,原因是
隨溫度升高,催化活性降低
隨溫度升高,催化活性降低
。
②平衡時(shí),測(cè)得CH3OH的含量在給定溫度范圍內(nèi)極小,H2、H2O(g)、CO、CO2四種組分含量與反應(yīng)溫度關(guān)系如圖所示,a、c曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式分別為
H2
H2
、
H2O
H2O
。
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(4)573.2K時(shí),向一剛性密閉容器中充入5.00 MPa CH3OH使其分解,t h后達(dá)平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為60%,則t h內(nèi)v(CH3OH)=
3
.
75
t
3
.
75
t
MPa/h,其平衡常數(shù)分壓Kp=
168.75(MPa)2
168.75(MPa)2
。

【答案】+49.44;CH2O*+2H*=CHO*+3H*(或CH2O*=CHO*+H*);隨溫度升高,催化活性降低;H2;H2O;
3
.
75
t
;168.75(MPa)2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:48引用:4難度:0.4
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
    Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
    Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
    (1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
    i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
    ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對(duì)反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
     
    。
    (2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對(duì)相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
     
    。
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    (3)在800℃時(shí),
    n
    C
    O
    2
    n
    C
    2
    H
    6
    =
    1
    3
    ,充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計(jì)算結(jié)果用最簡(jiǎn)分式表示)。
    (4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時(shí),向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
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    (5)我國(guó)科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
    ①M(fèi)是電源的
     
    極。
    ②陽(yáng)極電極反應(yīng)式是
     
    。

    發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6
  • 2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說(shuō)法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
    Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
    Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
    現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線(xiàn)如圖所示。
    已知:有效轉(zhuǎn)化率=
    制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量
    原料總的轉(zhuǎn)化量
    ×100%
    下列說(shuō)法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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