题目内容
A、用浓盐酸与足量二氧化锰共热制取氯气 | B、标准状况下,将1 g铝片投入20 mL 18.4 mol/L的硫酸中 | C、向100 mL 3 mol/L的硝酸中加入5.6 g铁 | D、高温、高压、有催化剂条件下,用1 mol氮气和4 mol氢气合成氨 |
B.18.4mol/L的硫酸为浓硫酸,常温下遇到铁、铝金属发生的钝化,不再继续反应;
C.向100mL3mol/L的硝酸中加入5.6g铁根据反应的量,铁全部反应生成二价铁离子和三价铁离子;
D.氮气和氢气生成氨气的反应是可逆反应,存在反应限度,所以不能完全反应.
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B.标准状况下,铝片遇浓硫酸发生钝化,阻止反应进行,故B错误;
C.根据反应Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,0.3mol硝酸氧化0.075mol铁为0.075mol三价铁离子,剩余0.025mol铁会继续和生成的0.1mol三价铁离子反应,依据反应2Fe3++Fe=3Fe2+ 可知剩余0.025mol铁全部溶解需要三价铁离子0.05mol,故C正确;
D.氮气与氢气在高温、高压催化剂作用下反应生成氨气:N2+3H2?2NH3,该反应是可逆反应,存在反应限度,所以1 mol氮气不能完全反应,故D错误;
故选C.
甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
反应过程 | 化学方程式 | 焓变△H(kJ/mol) | 活化能Ea(kJ/mol) |
甲烷氧化 | CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) | -802.6 | 125.6 |
CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) | -322.0 | 172.5 | |
蒸汽重整 | CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) | 206.2 | 240.1 |
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) | 165.0 | 243.9 |
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的△H= kJ/mol。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的KP= ;
随着温度的升高,该平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于 。
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是 。
A.600℃,0.9Mpa B.700℃,0.9MPa C.800℃,1.5Mpa D.1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)
的变化趋势示意图:
(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是 。
反应过程 | 化学方程式 | 焓变△H(kJ/mol) | 活化能Ea(kJ/mol) |
甲烷氧化 | CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) | -802.6 | 125.6 |
CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) | -322.0 | 172.5 | |
蒸汽重整 | CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) | 206.2 | 240.1 |
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) | 165.0 | 243.9 |
(1)反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的△H=______kJ/mol.
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率______甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于).
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)的KP=______;随着温度的升高,该平衡常数______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)从能量角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于______.
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如图1、图2:
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是______.
A.600℃,0.9MpaB.700℃,0.9MPaC.800℃,1.5MpaD.1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图(如图3):
(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是______.