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          落實“雙碳”目標,發展綠色能源,首先是對氫能源的開發利用。
          利用甲烷制氫是當前研究的熱點。涉及的反應如下:
          反應Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)ΔH1═+206kJ?mol-1
          反應Ⅱ:CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g)ΔH2═+165kJ?mol-1
          反應Ⅲ:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH3═-41kJ?mol-1
          回答下列問題:
          (1)反應Ⅰ的活化能為240.1kJ?mol-1,反應Ⅰ逆反應的活化能為
          34.1
          34.1
          kJ?mol-1。研究發現,以單一負載型Ni催化反應Ⅰ時,反應Ⅰ的逆反應在催化劑表面存在兩種活性中心,分別以“*”和“#”表示,在活性位“*”上發生CO吸附,在活性位“#”上被吸附的CO發生分解反應生成表面碳,表面碳再與H2結合生成CH4,其催化反應機理的反應式如下:
          ⅰ.CO+*?CO*快速平衡
          ⅱ.CO*+#?O*+C#慢反應
          ⅲ.C#+2H2?CH4+#快反應
          ⅳ.快反應
          反應ⅳ的反應式為
          O*+H2?H2O+*
          O*+H2?H2O+*
          ;反應Ⅰ逆反應的決速步驟是
          (填反應序號)。
          (2)T℃時,在某密閉容器中通入一定量的CH4(g)和H2O(g),加入金屬鎳作催化劑,在一定溫度下發生上述反應。
          ①為提高CH4(g)的平衡轉化率,除改變溫度外,還可以采取的措施是
          減小壓強
          減小壓強
          。
          ②恒溫恒容條件下,起始時CH4(g)和H2O(g)的濃度分別為amol?L-1和bmol?L-1,達平衡時CO和CO2的濃度分別為cmol?L-1和dmol?L-1。達平衡時,H2O的濃度是
          b-c-2d
          b-c-2d
          mol?L-1,在該溫度下,反應Ⅲ的標準平衡常數Kθ
          d
          3
          c
          +
          4
          d
          c
          b
          -
          c
          -
          2
          d
          d
          3
          c
          +
          4
          d
          c
          b
          -
          c
          -
          2
          d
          。(用含a、b、c、d的代數式表示)[已知:分壓═總壓×該組分物質的量分數,對于反應dD(g)+eE(g)?gG(g)+hH(g),Kθ
          p
          G
          p
          θ
          g
          ×
          p
          H
          p
          θ
          h
          p
          D
          p
          θ
          d
          ×
          p
          E
          p
          θ
          c
          ,其中pθ═100kPa,pG、pH、pD、pE為各組分的平衡分壓]

          【答案】34.1;O*+H2?H2O+*;ⅱ;減小壓強;b-c-2d;
          d
          3
          c
          +
          4
          d
          c
          b
          -
          c
          -
          2
          d
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/6/27 10:35:59組卷:34引用:2難度:0.5
          相似題
          • 1.反應 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>

            發布:2024/12/30 19:30:2組卷:67引用:6難度:0.6
          • 2.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
            (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
             
            kJ?mol-1。
            (2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉化率為
             
            ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經25s后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內v(C2H4)=
             
            mol?L-1?s-1
            (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數值lgp與溫度的關系如圖所示。

            ①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發生反應2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
             
            (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數Kp=
             
            (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2。
            ②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
             
            (填標號)。
            A.減小C2H2的濃度
            B.升高溫度
            C.增大壓強
            D.加入合適的催化劑
            (4)工業上,以KNH2和液氨為電解質,以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為
             
            ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為
             
            。

            發布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
          • 3.將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發生如下反應:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
            (1)此時A的濃度c(A)=
             
            mol/L,反應開始前容器中的A、B的物質的量:n(A)=n(B)=
             
            mol;
            (2)B的平均反應速率v(B)=
             
            mol/(L?min);
            (3)x的值為
             

            發布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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