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乙醇水蒸氣重整制氫是制備氫氣的常用方法,體系中發(fā)生的主要反應有:
Ⅰ.C2H5OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g)△H1
Ⅱ.C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)△H2=+173kJ?mol-1
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H3=-41.2kJ?mol-1
Ⅳ.C2H5OH(g)+2H2(g)=2CH4(g)+H2O(g)△H4=-156.2kJ?mol-1
(1)△H1=
+255.4
+255.4
kJ?mol-1
(2)壓強為100kPa的條件下,圖1是平衡時體系中各產物的物質的量分數(shù)與溫度的關系,圖2是H2的平衡產率與溫度及起始時
n
H
2
O
n
C
2
H
5
OH
的關系。

①圖1中c線對應的產物為
CH4
CH4
(填“CO2”、“H2”或“CH4”)。
②圖2中B點H2的產率與A點相等的原因是
B點溫度高于A點,升高溫度,反應Ⅲ逆向移動消耗氫氣的量與I、Ⅱ正向移動及反應IV逆向移動產生H2的量相等
B點溫度高于A點,升高溫度,反應Ⅲ逆向移動消耗氫氣的量與I、Ⅱ正向移動及反應IV逆向移動產生H2的量相等
。
(3)反應溫度T℃、0.1MPa的恒壓密閉容器中,充入1mol乙醇和xmolH2O(g),若只發(fā)生反應CH3CH2OH(g)+3H2O(g)?2CO2(g)+6H2(g),平衡時,乙醇轉化率為α,CO2的壓強為
2
α
1
+
x
+
4
α
×0.1
2
α
1
+
x
+
4
α
×0.1
MPa,反應平衡常數(shù)Kp=
2
α
2
6
α
6
1
-
α
x
-
3
α
3
1
+
x
+
4
α
4
×
0
.
1
4
2
α
2
6
α
6
1
-
α
x
-
3
α
3
1
+
x
+
4
α
4
×
0
.
1
4
(以分壓表示,分壓=總壓×物質的量分數(shù)。列出計算式即可)。
(4)CH3CH2OH(g)在催化劑Rh/CeO2上反應制取氫氣的機理如圖:

①出生成CO(g)步驟的化學方程式
Rh-CH2CO-Ce(a)+4H(a)→Rh-CH2+4H(a)+CO(g)+Ce(a)或Rh-CH2CO-Ce(a)→Rh-CH2+CO(g)+Ce(a)
Rh-CH2CO-Ce(a)+4H(a)→Rh-CH2+4H(a)+CO(g)+Ce(a)或Rh-CH2CO-Ce(a)→Rh-CH2+CO(g)+Ce(a)

②下列措施可以提高CH3CH2OH在催化劑表面吸附率的有
b
b
(填標號)。
a.減小乙醇蒸氣的分壓
b.增大催化劑的比表面積

【答案】+255.4;CH4;B點溫度高于A點,升高溫度,反應Ⅲ逆向移動消耗氫氣的量與I、Ⅱ正向移動及反應IV逆向移動產生H2的量相等;
2
α
1
+
x
+
4
α
×0.1;
2
α
2
6
α
6
1
-
α
x
-
3
α
3
1
+
x
+
4
α
4
×
0
.
1
4
;Rh-CH2CO-Ce(a)+4H(a)→Rh-CH2+4H(a)+CO(g)+Ce(a)或Rh-CH2CO-Ce(a)→Rh-CH2+CO(g)+Ce(a);b
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:10引用:2難度:0.6
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(fā)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(fā)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(shù)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(fā)生反應2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數(shù)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(yè)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(fā)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(fā)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(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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