氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與利用是氫能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).

已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=206.2 kJ·mol-1

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=247.4 kJ·mol-1

(1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法.CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______.

(2)H2O的熱分解也可得到H2,高溫下水分解體系中主要?dú)怏w的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖1所示.圖中A、B表示的物質(zhì)依次是________.

(3)電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見(jiàn)圖2(電解池中隔膜僅阻止氣體通過(guò),陰、陽(yáng)極均為惰性電極).電解時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______.

(4)上述方法制得的H2可以和CO在一定條件下合成甲醇和二甲醚(CH3OCH3)及許多烴類物質(zhì).當(dāng)兩者以物質(zhì)的量1∶1催化反應(yīng),其原子利用率達(dá)100%,合成的物質(zhì)可能是________.

a.汽油

b.甲醇

c.甲醛

d.乙酸

(5)在一定溫度和壓強(qiáng)下,CO和H2催化合成二甲醚的反應(yīng)為:

3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)

若一體積可變的密閉容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,經(jīng)一定時(shí)間達(dá)到平衡,并測(cè)得平衡時(shí)混合氣體密度是同溫同壓下起始時(shí)的1.6倍.則反應(yīng)開(kāi)始時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大。簐(正)________v(逆)(填“>”、“<”或“=”),理由是________,平衡時(shí)n(CH3OCH3)=________mol.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

氫氣是一種清潔能源,可以通過(guò)多種方法制得.
(1)工業(yè)上用水煤氣法制氫氣,有關(guān)化學(xué)方程式是:
反應(yīng)一:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H>0
反應(yīng)二:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H<0
①若反應(yīng)一在t℃時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),則此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
c(CO)c(H2)
c(H2O)
c(CO)c(H2)
c(H2O)
;
②在427℃時(shí)將CO 和H2O(g)各0.01mol通入體積為2升的密閉容器中反應(yīng),5分鐘時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),該反應(yīng)的平衡常數(shù)是9,則CO的轉(zhuǎn)化率是
75%
75%
,用CO的濃度變化表示的反應(yīng)率速v(CO)是
7.5×10-4
7.5×10-4
mol/(L?min).
(2)利用電解飽和食鹽水也可制得氫氣,圖為電解食鹽水的示意圖:請(qǐng)回答:
①C1電極是
陽(yáng)
陽(yáng)
極(填“陰”或“陽(yáng)”),C2電極的電極反應(yīng)式是
2H++2e-=H2
2H++2e-=H2

②該電解反應(yīng)的離子方程式是
2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
,
(3)通過(guò)下列方法也可以得到氫氣.
已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ?mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=-247.4kJ?mol-1
1molCH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的反應(yīng)熱是
+659.8
+659.8
kJ?mol-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2012?濟(jì)南二模)氫氣是一種清潔能源,又是合成氨工業(yè)的重要原料.
(1)已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ/mol
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol
甲烷和H2O(g)反應(yīng)生成H2和CO2的熱化學(xué)方程式為
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ/mol
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ/mol

(2)工業(yè)合成氨的原理為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol.
某溫度下,把10mol N2與28mol H2置于容積為10L的密閉容器內(nèi),10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),測(cè)得氮?dú)獾钠胶廪D(zhuǎn)化率為60%,則10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2)=
0.18
0.18
mol/(L?min),該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
3.6(mol/L) -2
3.6(mol/L) -2

欲增大氮?dú)獾钠胶廪D(zhuǎn)化率,可采取的措施有
增加氫氣的濃度或分離出氨氣或降溫
增加氫氣的濃度或分離出氨氣或降溫
(寫一種措施即可).
(3)圖所示裝置工作時(shí)均與H2有關(guān).

①圖1所示裝置中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為
MnO42--e-=MnO4-
MnO42--e-=MnO4-

②圖2所示裝置中,通入H2的管口是
d
d
(選填字母代號(hào)).
③某同學(xué)按圖3所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,將玻璃管內(nèi)固體物質(zhì)冷卻后,溶于稀硫酸,充分反應(yīng)后,滴加KSCN溶液,溶液不變紅,再滴入新制氯水,溶液變?yōu)榧t色.該同學(xué)據(jù)此得出結(jié)論:鐵與水蒸氣反應(yīng)生成FeO和H2.該結(jié)論
不嚴(yán)密
不嚴(yán)密
(填“嚴(yán)密”或“不嚴(yán)密”),你的理由是
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe3++Fe=3Fe2+
(用離子方程式表示).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

氫氣是一種清潔能源.用甲烷制取氫氣的兩步反應(yīng)的能量變化如圖所示:
(1)甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是
CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=-136.5kJ/mol
CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=-136.5kJ/mol

(2)第II步為可逆反應(yīng).在800℃時(shí),若CO的起始濃度為2.0mol/L,水蒸氣的起始濃度為3.0mol/L,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后,測(cè)得CO2的濃度為1.2mol/L,則此反應(yīng)的平衡常數(shù)為
,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為
60%
60%

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).
已知:CH4(g)+H2O(g)═CO (g)+3H2(g)△H=+206.2kJ?mol-1
CH4(g)+CO2(g)═2CO (g)+2H2(g)△H=+247.4kJ?mol-1
(1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法.CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為
CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ?mol-1
CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ?mol-1

(2)電解尿素[CO(NH22]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見(jiàn)圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過(guò),陰、陽(yáng)極均為惰性電極).電解時(shí),陽(yáng)極排出液中含有大量的碳酸鹽成份,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為
CO(NH22+8OH--6e-═CO32-+N2↑+6H2O
CO(NH22+8OH--6e-═CO32-+N2↑+6H2O
,每消耗1mol尿素需要補(bǔ)充
2
2
mol氫氧化鉀.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).
(1)直接熱分解法制氫.某溫度下,H2O(g)?H2(g)+
1
2
O2(g).該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
c(H2)c
1
2
(O2)
c(H2O)
c(H2)c
1
2
(O2)
c(H2O)

(2)熱化學(xué)循環(huán)制氫.制備H2的反應(yīng)步驟如下:
①Br2(g)+CaO(s)═CaBr2(s)+
1
2
O2(g)△H=-73kJ?mol-1
②3FeBr2(s)+4H2O(g)═Fe3O4(s)+6HBr(g)+H2(g)△H=+384kJ?mol-1
③CaBr2(s)+H2O (g)═CaO(s)+2HBr(g)△H=+212kJ?mol-1
④Fe3O4(s)+8HBr(g)═Br2(g)+3FeBr2(s)+4H2O(g)△H=-274kJ?mol-1
則 H2O(g)?H2(g)+
1
2
O2(g)△H=
+249
+249
kJ?mol-1
(3)光電化學(xué)分解制氫,其原理如圖.鈦酸鍶光電極的電極反應(yīng)為4OH--4e-═O2+2H2O,則鉑電極的電極反應(yīng)為
2H2O+2e-═H2↑+2OH-(或2H++2e-═H2↑)
2H2O+2e-═H2↑+2OH-(或2H++2e-═H2↑)

(4)水煤氣法制氫.
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H<0,在850℃時(shí),K=1.
①若升高溫度到950℃時(shí),達(dá)到平衡時(shí)K
1(填“>”、“<”或“=”).
②850℃時(shí),若向一容積可變的密閉容器中同時(shí)充入1.0mol CO、3.0mol H2O、1.0mol CO2 和x mol H2,若要使上述反應(yīng)開(kāi)始時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則x應(yīng)滿足的條件是
x<3
x<3

(5)甲烷制氫.將1.0mol CH4和2.0mol H2O (g)通入容積為100L的反應(yīng)室,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g).測(cè)得達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則用H2表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為
0.003 mol?L-1?min-1
0.003 mol?L-1?min-1

(6)LiBH4具有非常高的儲(chǔ)氫能力,分解時(shí)生成氫化鋰和兩種非金屬單質(zhì).該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2LiBH4═2LiH+2B+3H2
2LiBH4═2LiH+2B+3H2

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