水煤氣變換反應可用于大規模制H2,反應原理如下:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ/mol
(1)生產中,欲既提高CO的轉化率,又提高反應速率,可采取的一項措施是 提高H2O(g)的濃度提高H2O(g)的濃度;
(2)實驗發現其他條件不變,在體系中投入一定量CaO可以增大H2的體積分數,從化學平衡的角度解釋原因:CaO可以和產物CO2反應,降低產物的濃度,使平衡正向移動CaO可以和產物CO2反應,降低產物的濃度,使平衡正向移動;
(3)在其他條件相同時,將兩種等質量不同粒徑的CaO(納米級和微米級)投入體系中,H2體積分數隨時間變化如圖所示,其中表示納米級CaO對H2體積分數產生影響的曲線是 aa(填“a”或“b”),判斷理由是 質量相等的納米級CaO顆粒更細小,表面積更大,與CO2接觸更充分,吸收的CO2更多,反應限度更大,H2體積分數更大質量相等的納米級CaO顆粒更細小,表面積更大,與CO2接觸更充分,吸收的CO2更多,反應限度更大,H2體積分數更大.

(4)水煤氣變換反應的機理被廣泛研究,其中有一種為甲酸基機理,步驟如下:
①H2O*→OH*+H*OsurEal=49kJ?mol-1
②CO(g)+OH*OH*+H*Osuf→trans-HCOOH*(l)Ea2=23kJ?mol-1
③trans-HCOOH*(l)→cis-HCOOH*Ea3=59kJ?mol-1
④cis-HCOOH*→CO2*+H2(g)Ea4=35kJ?mol-1
其中控速步驟為 ③③(填方程式代號),用合適的微粒符號補全反應②OH*OH*;
(5)將CaCO3加熱至t℃,部分發生分解,達到平衡時Kp=P0kPa.t℃,在一真空密閉容器中加入過量的CaCO3,再充入一定量的H2,加入催化劑使其發生反應:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)(忽略其他副反應),測得該反應中物質分壓如圖所示(t時刻前,CO2的分壓未給出):

②A點坐標為(t,P0P0);
②H2的平衡轉化率為 50%50%;
③反應CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)的平衡常數Kp=1010.
【答案】提高H2O(g)的濃度;CaO可以和產物CO2反應,降低產物的濃度,使平衡正向移動;a;質量相等的納米級CaO顆粒更細小,表面積更大,與CO2接觸更充分,吸收的CO2更多,反應限度更大,H2體積分數更大;OH*;③;OH*;P0;50%;10
【解答】
【點評】
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發布:2024/9/6 4:0:8組卷:37引用:2難度:0.6
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②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
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(3)x的值為發布:2024/12/30 19:0:1組卷:163難度:0.3