氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，甲烷水蒸气催化重整是制备氢气的方法之一，涉及的主要反应为...

氢气既是一种优质的能源，又是一种重要化工原料，高纯氢的制备是目前研究的热点。

(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，甲烷和水蒸气反应的热化学方程式：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ·mol-1。

已知反应器中存在如下反应过程式：

Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)　　 ΔH1=+206. 4 kJ. mol-1

Ⅱ.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　　 ∆H2=___。

(2)某温度下，4molH2O和1 mol CH4在体积为2L的刚性容器内同时发生反应I、Ⅱ，反应达到平衡时，体系中n(CO)=bmol、n(CO2)=dmol，则该温度下反应I的平衡常数K的值为_____用含字母b、d的代数式表示)

(3)欲增大CH4转化为H2的平衡转化率，可采取的措施有_____(填标号)。

A.适当增大反应物的投料比n(H2O)：n(CH4)

B.增大压强

C.分离出CO2

(4)H2用于工业合成氨：N2+3H2 2NH3.将n(N2)：n(H2)=1:3的混合气体，匀速通过装有催化剂的反应器中反应，反应器的温度变化与从反应器排出的气体中NH3的体积分数φ(NH3)的关系曲线如图，反应器温度高于T0后，NH3的体积分数g(NH3)随温度的升高而减小的原因是____。

某温度下，n(N2)：n(H2)=1:3的混合气体在刚性容器内发生反应，起始时气体总压为p0Pa，平衡时气体总压为0.9p0Pa，则H2的转化率为____，气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学反应平衡常数(记作Kp)，则此温度下，该反应的化学平衡常数Kp=_____(用含p0的代数式表示)。

高二化学综合题困难题查看答案及解析

氢气既是一种优质的能源，又是一种重要化工原料，高纯氢的制备是目前研究的热点。

(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，甲烷和水蒸气反应的热化学方程式：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ·mol-1。

已知反应器中存在如下反应过程式：

Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)　　 ΔH1=+206. 4 kJ. mol-1

Ⅱ.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　　 ∆H2=___。

(2)某温度下，4molH2O和1 mol CH4在体积为2L的刚性容器内同时发生反应I、Ⅱ，反应达到平衡时，体系中n(CO)=bmol、n(CO2)=dmol，则该温度下反应I的平衡常数K的值为_____用含字母b、d的代数式表示)

(3)欲增大CH4转化为H2的平衡转化率，可采取的措施有_____(填标号)。

A.适当增大反应物的投料比n(H2O)：n(CH4)

B.增大压强

C.分离出CO2

(4)H2用于工业合成氨：N2+3H2 2NH3.将n(N2)：n(H2)=1:3的混合气体，匀速通过装有催化剂的反应器中反应，反应器的温度变化与从反应器排出的气体中NH3的体积分数φ(NH3)的关系曲线如图，反应器温度高于T0后，NH3的体积分数g(NH3)随温度的升高而减小的原因是____。

某温度下，n(N2)：n(H2)=1:3的混合气体在刚性容器内发生反应，起始时气体总压为p0Pa，平衡时气体总压为0.9p0Pa，则H2的转化率为____，气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学反应平衡常数(记作Kp)，则此温度下，该反应的化学平衡常数Kp=_____(用含p0的代数式表示)。

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（5分）氢能是高效、清洁能源，制氢技术的研究开发是氢能利用的必由之路。燃料水蒸气重整法是一种有效、经济、广泛采用的制氢方法，它是通过水蒸气与燃料间的反应来制取氢气的。

（1）在催化剂作用下，天然气和水蒸气反应可制得一氧化碳和氢气，已知该反应每制得1kg氢气需要吸收3.44×104 kJ热量。写出该反应的热化学方程式 　　　　　　　　　 　　 ；

（2）CO可继续与水蒸气反应：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.0kJ·mol-1。若将1mol甲烷与足量水蒸气充分反应得到1molCO2，该反应的焓变ΔH=　　　　　　　　　 ；

（3）欲制得较纯净的氢气，可将（2）中充分反应后的气体通过足量的烧碱溶液，写出该反应的离子方程式 　　　　　　 　　　　　　　　 ；

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氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，甲烷水蒸气催化重整是制备氢气的方法之一，涉及的主要反应为

反应①：　

反应②：　

（1）反应的________。

（2）用可以吸收催化重整过程中产生的。

①实验发现，体积分数和消耗率随时间变化关系如下图1所示。

从时开始，体积分数显著降低，此时消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：________。

②其他条件不变，相同时间内，向催化重整体系中投入等质量粒径不同的可以提高的百分含量。对比实验的结果如图2所示。投入纳米时百分含量比投入微米时的大，原因是________。

（3）催化重整过程中，催化剂活性会因积碳反应而降低，相关数据如下表：

①研究发现，如果反应Ⅰ不发生积碳过程，则反应Ⅱ也不会发生积碳过程。为了抑制积碳反应的发生，应采取的措施是________。

②如果Ⅰ、Ⅱ均发生了积碳反应，通入过量水蒸气能有效清除积碳，反应的化学方程式为________。

（4）利用太阳能光伏电池可电解水制高纯氢，工作示意图如下图所示。连接时，电极Ⅲ发生的电极反应式为________。

高二化学原理综合题困难题查看答案及解析

氢能是极具发展潜力的清洁能源，氢气的开发和综合利用是目前全球重要的科研项目之一。回答下列问题：

（1）T℃时，向体积均为1L的甲、乙两个恒容容器中分别加入足量碳和0.1molH2O（g），发生反应：H2O(g)+C(s)⇌CO(g)+H2(g)　 △H＞0。甲容器控制绝热条件，乙容器控制恒温条件，两容器中压强随时间的变化如图所示。

①图中代表甲容器的曲线为__（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。

②下列关于甲容器反应体系的说法错误的是__。

A．当水蒸气的体积分数不再发生变化，反应达到平衡状态

B．从密闭容器中分离出部分固体碳，H2的体积分数减小

C．缩小容器体积，平衡逆向移动，平衡常数减小

D．向平衡体系中充入少量水蒸气，再次平衡后，容器中c(CO)增大

③乙容器中，从反应开始到达平衡，v(H2O)=__mol•L-l•min-l；T℃下，该反应的平衡常数Kp=___（用含p的代数式表示）。

（2）对于反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)，速率方程v═kcm(A)•cn(B)，k为速率常数（只受温度影响），m+n为反应级数。已知H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，CO的瞬时生成速率=kcm(H2)•c(CO2)2。一定温度下，控制CO2起始浓度为0.25mol•L-1，改变H2起始浓度，进行以上反应的实验，得到CO的起始生成速率和H2起始浓度呈如图所示的直线关系。

①该反应的反应级数为__。

②速率常数k=__。

③当H2的起始浓度为0.2mol•L-1，反应进行到某一时刻时，测得CO2的浓度为0.2mol•L-1，此时CO的生成瞬时速率v=__mol•L-l•s-1。

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（6分）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

反应Ⅱ：2H2SO4(l)＝2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)　　　 　　 △H＝＋550 kJ·mol－1

它由两步反应组成：i．H2SO4(l)＝SO3(g)＋H2O(g)　　　 △H＝＋177 kJ·mol－1

ii．SO3(g)分解。

L（L1、L2）、X可分别代表压强和温度。下图表示L一定时，ii中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是　 　　　　 　　　　　 。

②判断L1、L2的大小关系，L1　 　　　　 L2

并简述理由：　　　　　　　 。

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氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

(1)反应Ⅰ的化学方程式是______________________________________

(2)已知反应Ⅱ：2H2SO4(l)＝2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)　　 △H＝＋550 kJ·mol－1

它由两步反应组成：i．H2SO4(l)＝SO3(g)＋H2O(g)　　　 △H＝＋177 kJ·mol－1

ii．SO3(g)分解。

则SO3(g)分解的热化学方程式为____________________。

(3)L（L1、L2）、X可分别代表压强或温度其中之一。如图表示L一定时，ii中SO3(g)的质量分数随X的变化关系。

①X代表的物理量是__________。

②判断L1、L2的大小关系：L1_______L2，并简述理由：______________。

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下列说法错误的是

A. 催化重整是获得芳香烃的主要途径之一

B. 重油的催化裂化主要是为提高轻质油的产量

C. “西气东输”工程中输送的气体主要成分为甲烷

D. 煤经气化和液化等物理变化过程，可变为清洁能源

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氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：

（1）与汽油相比，氢气作为燃料有许多优点，但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：________________________________。

（2）氢气可用于制备H2O2。

已知：H2(g)＋A(l)===B(l)　ΔH1

O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l)　ΔH2

其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。

（3）在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)＋yH2(g) MHx＋2y(s)　ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是________。

a．容器内气体压强保持不变　　　　　 b．吸收y mol H2只需1 mol MHx

c．若降温，该反应的平衡常数增大　 d．若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)>v(吸氢)

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氢气是一种理想的绿色能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气，具有良好的应用前景。乙醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如图1所示：

已知：反应I和反应Ⅱ的平衡常数随温度变化曲线如图2所示：

（1）①写出反应I中的化学方程式是________________。

②若反应I在恒温恒压条件下，向体系中充入N2，乙醇的平衡转化率___(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是___________。

（2）反应Ⅱ在进气比[n(CO)：n(H2O)]不同，测得相应的CO的平衡转化率见下图3(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同)。

①图中D、E两点对应的反应温度分别为TD和TE。判断：TD______________TE(填“<”“=”或“>”)；

②当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系是___(用简要的文字叙述)。

（3）已知：

a、2CH3OH(g) + CO2(g) CO(OCH3)2(g) + H2O(g)　 △H = -15.5 kJ/mol，该反应在0 ℃时K≈10-4.5；

b、2CH3OH(g) + CO2(g) + (g) CO(OCH3)2(g) +　 (g)△H = -110.7 kJ/mol。依据以上数据，文献认为反应a没有工业价值，你认为其理由是______________________；但反应b引入环氧丙烷()可有效促进CO2与CH3OH反应生成CO(OCH3)2，其原因是_________________________________。

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