（9分）美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣，其生產(chǎn)流程如
下圖：

（1）此流程的第II步反應(yīng)為：CO（g）+H2O（g） H2（g）+CO2（g），該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=        ；反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如表一，

溫度/℃
400
500
830
1000
平衡常數(shù)K
10
9
1
0.6
 
從上表可以推斷：此反應(yīng)是_______________ （填“吸”、“放”）熱反應(yīng)。在830℃下，若開始時向恒容密閉容器中充入CO與HzO均為1 mo1，則達到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為_____。
（2）此流程的第II步反應(yīng)CO（g）+H2O（g） H2（g）+CO2（g），在830℃，以表二的物質(zhì)的量（單位為mol）投入恒容反應(yīng)器發(fā)生上述反應(yīng)，其中反應(yīng)開始時，向正反應(yīng)方向進行的有         （填實驗編號）；
實驗編號
N（CO）
N（H2O）
n（H2）
N（CO2）
A
1
5
2
3
B
2
2
1
1
C
0.5
2
1
1
 
（3）在一個不傳熱的固定容積的容器中，判斷此流程的第II步反應(yīng)達到平衡的標志是
①體系的壓強不再發(fā)生變化            ②混合氣體的密度不變             ③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變　   ④各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變  ⑤體系的溫度不再發(fā)生變化            ⑥ v（CO2正）＝ v（H2O逆）
（4）圖表示該反應(yīng)此流程的第II步反應(yīng)在時刻t達到平衡、在時刻t分別因改變某個條件而發(fā)生變化的情況：圖中時刻t發(fā)生改變的條件是_________。（寫出兩種）

（5）若400℃時，第Ⅱ步反應(yīng)生成l mol氫氣的熱量數(shù)值為 33.2（單位為kJ），第Ⅰ步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為： CH4（g）+H2O（g）=3H2（g）+CO（g）△H="-103.3" kJ·mol-1。則400℃時，甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式為           。

（1）       （1分）放    50% （各1分）   
（2）B （1分）    （3）④ ⑤ ⑥ （1分）
（4）降低溫度或增加水蒸汽的量或減少氫氣的量（2分）
（5）CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=—136.5kJ·mol-1      （2分）

解析

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣，其生產(chǎn)流程如圖1：
（1）此流程的第Ⅱ步反應(yīng)為：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=
c(H2)c(CO2)
c(CO)c(H2O)
c(H2)c(CO2)
c(CO)c(H2O)
；反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如表一，
溫度/℃ 400 500 830 1000
平衡常數(shù)K 10 9 1 0.6
從上表可以推斷：此反應(yīng)是
放
放
 （填“吸”、“放”）熱反應(yīng)．在830℃下，若開始時向恒容密閉容器中充入CO與HzO均為1mol，則達到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為
50%
50%
．
（2）此流程的第Ⅱ步反應(yīng)CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），在830℃，以表二的物質(zhì)的量（單位為mol）投入恒容反應(yīng)器發(fā)生上述反應(yīng)，其中反應(yīng)開始時，向正反應(yīng)方向進行的有
B
B
（填實驗編號）；
實驗編號 n（CO） n（H2O） n（H2） n（CO2）
A 1 5 2 3
B 2 2 1 1
C 0.5 2 1 1
（3）在一個不傳熱的固定容積的容器中，判斷此流程的第Ⅱ步反應(yīng)達到平衡的標志是
④⑤⑥
④⑤⑥

①體系的壓強不再發(fā)生變化     ②混合氣體的密度不變    ③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變   ④各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變    ⑤體系的溫度不再發(fā)生變化     ⑥v正（CO2）=v逆（H2O）
（4）圖2表示該反應(yīng)此流程的第Ⅱ步反應(yīng)在時刻t1達到平衡、在時刻t2分別因改變某個條件而發(fā)生變化的情況：圖中時刻t2發(fā)生改變的條件是
降低溫度或增加水蒸汽的量或減少氫氣的量
降低溫度或增加水蒸汽的量或減少氫氣的量
．（寫出兩種）
（5）若400℃時，第Ⅱ步反應(yīng)生成1mol氫氣的熱量數(shù)值為33.2（單位為kJ），第Ⅰ步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
CH4（g）+H2O（g）=3H2（g）+CO（g）△H=-103.3kJ?mol-1．
則400℃時，甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式為
CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=-136.5kJ?mol-1
CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=-136.5kJ?mol-1
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

近來，制備和利用氫氣這一清潔能源已有多項成果．（1）德國克萊斯公司成功研制了利用甲醇CH3OH）車載制氫燃料電池工藝，其原理如圖1所示，請觀察此圖回答：
①此堿性燃料電池的正極反應(yīng)式為
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
；
②甲醇與水反應(yīng)制取氫氣的化學(xué)方程式
CH3OH+H2O?3H2+CO2
CH3OH+H2O?3H2+CO2
．
（2）美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣，其生產(chǎn)流程如圖2：
①此流程的第II步反應(yīng)為：CO（g）+H2O（g）
高溫
H2（g）+CO2（g），平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表．
溫度/℃ 400 500 830 1000
平衡常數(shù)K 10 9 1 0.6
在830℃，n（CO）、n（H2O）、n（H2）、n（CO2）的物質(zhì)的量分別是1、5、2、3投入恒容反應(yīng)器發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)開始時，向
逆
逆
（填正、逆）反應(yīng)方向進行．
②若400℃時，第Ⅱ步反應(yīng)生成l mol氫氣放出的熱量為33.2kJ，第I步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CH4（g）+H2O（g）=3H2（g）+CO（g）△H=-103.3kJ?mol-1 則400℃時，甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式為
CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=-136.5kJ?mol-1
CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=-136.5kJ?mol-1
．
（3）工業(yè)上有一種用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法：
CO2（g）+3H2（g）
 
CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1
將6molCO2和8molH2充入2L的密閉容器中，測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖3所示（實線）．
①a點正反應(yīng)速率
大于
大于
（填大于、等于或小于）逆反應(yīng)速率．
②求平衡時氫氣的轉(zhuǎn)化率
75%
75%
和該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.5
0.5
．
③僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗，測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖3虛線所示，曲線I對應(yīng)的實驗條件改變是
升高溫度
升高溫度
，曲線II對應(yīng)的實驗條件改變是
增大壓強
增大壓強
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

近來，制備和利用氫氣這一清潔能源已有多項成果．
（1）德國克萊斯公司成功研制了利用甲醇（CH3OH）車載制氫燃料電池工藝，其原理如圖所示，請觀察此圖回答：
精英家教網(wǎng)
①燃料電池的正極反應(yīng)式為
 
；
②甲醇與流程圖中任一反應(yīng)物反應(yīng)制取氫氣的化學(xué)方程式
 
．
（2）美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣，其生產(chǎn)流程如圖：
精英家教網(wǎng)
①此流程的第Ⅱ步反應(yīng)為：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=
 
；
②此流程的第Ⅱ步反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如表1，在830℃，以表2的物質(zhì)的量（單位為mol）投入恒容反應(yīng)器發(fā)生上述反應(yīng)，其中反應(yīng)開始時，向正反應(yīng)方向進行的有
 
（填實驗編號）；
表1
溫度/℃ 400 500 830 1000
平衡常數(shù)K 10 9 1 0.6
表2
實驗編號 n（CO） n（H2O） n（H2） n（CO2）
A 1 5 2 3
B 2 2 1 1
C 3 3 0 0
D 0.5 2 1 1
③若400℃時，第Ⅱ步反應(yīng)生成1 mol氫氣的熱效應(yīng)值為33.2（單位為kJ），第1步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
CH4（g）+H2O（g）═3H2（g）+CO（g）△H=-103.3kJ?mol-1
則400℃時，甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式為
 
．
（3）我國科學(xué)家研究了常溫下利用Pt等催化劑在可見光作用下使水分解制氫氣的方法，如圖是三種催化劑在光照分解水實驗中的效果比較圖．能得出如圖結(jié)果的實驗方案是
 
．精英家教網(wǎng)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（14分）美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣，其生產(chǎn)流程如下圖：

（1）此流程的第II步反應(yīng)為：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

溫度/℃

400

500

830

平衡常數(shù)K

10

9

1

從上表可以推斷：此反應(yīng)是       （填“吸”或“放”）熱反應(yīng)。在830℃下，若開始時向恒容密閉容器中充入1mo1CO和2mo1H2O，則達到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為          。

（2）在500℃，以下表的物質(zhì)的量（按照CO、H2O、H2、CO2的順序）投入恒容密閉容器中進行上述第II步反應(yīng)，達到平衡后下列關(guān)系正確的是

實驗編號

反應(yīng)物投入量

平衡時H2濃度

吸收或放出的熱量

反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率

A

1、1、0、0

c1

Q1

α1[來源:]

B

0、0、2、2

c2

Q2

α2

 

C

2、2、0、0

c3

Q3

α3

A．2c1= c2 =c3    B．2Q1=Q2=Q3     C．α1 =α2 =α3       D．α1 +α2 =1

（3）在一個絕熱等容容器中，不能判斷此流程的第II步反應(yīng)達到平衡的是         。

①體系的壓強不再發(fā)生變化                            ②混合氣體的密度不變

③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變              ④各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變

⑤體系的溫度不再發(fā)生變化                            ⑥v(CO2)正＝v(H2O)逆

（4）下圖表示此流程的第II步反應(yīng)，在t1時刻達到平衡、在t2時刻因改變某個條件濃度發(fā)生變化的情況：圖中t2時刻發(fā)生改變的條件是                 、                   

（寫出兩種）。若t4時刻通過改變?nèi)莘e的方法將壓強增大為原先的兩倍，在圖中t4和t5區(qū)間內(nèi)畫出CO、CO2濃度變化曲線，并標明物質(zhì)（假設(shè)各物質(zhì)狀態(tài)均保持不變）。

 

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（9分）美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣，其生產(chǎn)流程如

下圖：

（1）此流程的第II步反應(yīng)為：CO（g）+H2O（g） H2（g）+CO2（g），該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=         ；反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如表一，

溫度/℃

400

500

830

1000

平衡常數(shù)K

10

9

1

0.6

 

 

 

從上表可以推斷：此反應(yīng)是_______________ （填“吸”、“放”）熱反應(yīng)。在830℃下，若開始時向恒容密閉容器中充入CO與HzO均為1 mo1，則達到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為_____。

（2）此流程的第II步反應(yīng)CO（g）+H2O（g） H2（g）+CO2（g），在830℃，以表二的物質(zhì)的量（單位為mol）投入恒容反應(yīng)器發(fā)生上述反應(yīng)，其中反應(yīng)開始時，向正反應(yīng)方向進行的有          （填實驗編號）；

實驗編號

N（CO）

N（H2O）

n（H2）

N（CO2）

A

1

5

2

3

B

2

2

1

1

C

0.5

2

1

1

 

 

 

                                     

 

（3）在一個不傳熱的固定容積的容器中，判斷此流程的第II步反應(yīng)達到平衡的標志是

 ① 體系的壓強不再發(fā)生變化            ②混合氣體的密度不變             ③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變　    ④ 各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變   ⑤ 體系的溫度不再發(fā)生變化            ⑥ v（CO2正）＝ v（H2O逆）

 （4） 圖表示該反應(yīng)此流程的第II步反應(yīng)在時刻t達到平衡、在時刻t分別因改變某個條件而發(fā)生變化的情況：圖中時刻t發(fā)生改變的條件是_________。（寫出兩種）

（5）若400℃時，第Ⅱ步反應(yīng)生成l mol氫氣的熱量數(shù)值為 33.2（單位為kJ），第Ⅰ步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為： CH4（g）+H2O（g）=3H2（g）+CO（g）△H=-103.3kJ·mol-1。則400℃時，甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式為           。

 

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