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氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。以生物材质(以C计)与水蒸气反应制取H2是一种低耗能,高效率的制H2方法。该方法由气化炉制造H2和燃烧炉再生CaO两步构成。气化炉中涉及的反应有:

Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) K1;

Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K2;

Ⅲ.CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) K3;

燃烧炉中涉及的反应为

Ⅳ.C(s)+O2(g)===CO2;

Ⅴ.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)。

(1)该工艺制H2总反应可表示为C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g),其反应的平衡常数K=_______________(用K1、K2、K3的代数式表示)。

(2)在一容积可变的密闭容器中进行反应Ⅰ,恒温恒压条件下,向其中加入1.0mol炭和1.0mol水蒸气(H216O),达到平衡时,容器的体积变为原来的1.25倍,平衡时水蒸气的平衡转化率为________;向该容器中补充a mol炭,水蒸气的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”),再补充a mol水蒸气(H218O),最终容器中C16O和C18O的物质的量之比为__________。

(3)已知反应Ⅱ的ΔH=-41.1 kJ/mol,C≡O 、O—H、H—H键的键能分别为1072.9 kJ/mol,464 kJ/mol、436 kJ/mol,则C=O的键能为________ kJ/mol。

(4)对于反应Ⅲ,若平衡时再充入CO2,使其浓度增大到原来的2倍,则平衡________移动(填“向右”、“向左”或“不”);当重新平衡后,CO2浓度________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

高二化学填空题困难题

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