Question

（9分）美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如

下图：

（1）此流程的第II步反应为：CO（g）+H₂O（g） H₂（g）+CO₂（g），该反应的化学平衡常数表达式为K=         ；反应的平衡常数随温度的变化如表一，

温度/℃	400	500	830	1000
平衡常数K	10	9	1	0.6

 

 

 

从上表可以推断：此反应是_______________ （填“吸”、“放”）热反应。在830℃下，若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H_zO均为1 mo1，则达到平衡后CO的转化率为_____。

（2）此流程的第II步反应CO（g）+H₂O（g） H₂（g）+CO₂（g），在830℃，以表二的物质的量（单位为mol）投入恒容反应器发生上述反应，其中反应开始时，向正反应方向进行的有          （填实验编号）；

实验编号	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）在一个不传热的固定容积的容器中，判断此流程的第II步反应达到平衡的标志是

 ① 体系的压强不再发生变化            ②混合气体的密度不变             ③混合气体的平均相对分子质量不变　    ④ 各组分的物质的量浓度不再改变   ⑤ 体系的温度不再发生变化            ⑥ v（CO₂正）＝ v（H₂O逆）

 （4） 图表示该反应此流程的第II步反应在时刻t达到平衡、在时刻t分别因改变某个条件而发生变化的情况：图中时刻t发生改变的条件是_________。（写出两种）

（5）若400℃时，第Ⅱ步反应生成l mol氢气的热量数值为 33.2（单位为kJ），第Ⅰ步反应的热化学方程式为： CH₄（g）+H₂O（g）=3H₂（g）+CO（g）△H=-103.3kJ·mol^-1。则400℃时，甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为           。

 

Answer 1

（1）        （1分）放   50%  （各1分）   

（2）B （1分）     （3） ④ ⑤  ⑥  （1分）

（4）降低温度或增加水蒸汽的量或减少氢气的量（2分）

（5）CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）△H=—136.5kJ·mol^-1      （2分）

解析: