摘要:下列气体制取装置不相同的一组是: ( ) A.H2和CO2 B.CO2和SO2 C.NH3和O2 D.H2和H2S

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(14分)工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:
①CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)         △H=-41 kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应。相关数据如下:

容器编号
起始时各物质物质的量/mol
达到平衡的时间/min
达平衡时体系能量的变化/kJ
CO
H2O
CO2
H2

1
4
0
0
t1
放出热量:32.8 kJ

2
8
0
0
t2
放出热量:Q
(1)该反应过程中,反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量        (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化学键形成时所释放的总能量。
(2)容器①中反应达平衡时,CO的转化率为                 %。
(3)计算容器②中反应的平衡常数K=                   
(4)下列叙述正确的是              (填字母序号)。
A.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
B.容器②中反应达平衡状态时,Q > 65.6 kJ
C.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
D.容器①中,化学反应速率为:
(5)已知:②2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g)  ΔH=-484 kJ/mol,写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式:                              
(6)容器①中反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)                 
(7)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用图中所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。

①写出阳极所发生反应的电极反应式:       
②在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是(请结合反应式解释)         

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(2013?绍兴一模)绿色化制氢技术是现代能源工业的方向,以CaO为吸收体,将生物质(以C计)与水蒸气反应制取H2.反应装置由气化炉和燃烧炉两个反应器组成,相关反应如下表所示:
流程1:气化炉中产生H2 流程2:燃烧炉中CaO再生
通入水蒸气,主要化学反应:
①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
△H=+131.6kJ?mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
△H=-41.2kJ?mol-1
③CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)
△H=-178.3kJ?mol-1
通入纯氧,主要化学反应:
④C(s)+O2(g)=CO2(g)
△H=-393.8kJ?mol-1
⑤CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
K
请回答下列问题:
(1)气化炉中总反应:C(s)+2H2O(g)+CaO(s)=CaCO3(s)+2H2(g)△H=
-87.9
-87.9
kJ?mol-1
(2)燃烧炉中反应⑤所需的能量由反应④提供.如果再生1mol CaO,至少需通入纯氧
0.45
0.45
mol.
(3)当只改变温度或压力时,反应⑤有如图所示的变化:

图a推知T1
T2(填“>”、“<”、“=”),若温度升高,平衡常数K值
增大
增大
(填“增大”、“减小”、“不变”)
图b推知P1
P2(填“>”、“<”、“=”),压强增大,CaCO3的分解率
减小
减小
(填“增大”、“减小”、“不变”)
(4)在一定温度、不同压力时,气化炉中H2的变化量约等于CO的变化量(即△n(H2)=△n(CO)),当起始c(H2):c(CO)=3:2时,请根据n(H2)变化,补充完整图C中n(CO)图示变化.
(5)一定条件下,气化炉中的各反应达到平衡状态,采取以下措施可以提高H2产量的是
BC
BC
(用相关编号填写)
A.反应②中使用合适的催化剂      B.不断移走CaCO3,并升高气化炉内的温度
C.适当增加水蒸气的通入量         D.增加CaO的量,提高CO2的吸收率
(6)写出一条这种制H2技术的优点
实现了吸收剂CaO的循环,降低了能耗;实现了能量自给,符合节能减排等
实现了吸收剂CaO的循环,降低了能耗;实现了能量自给,符合节能减排等
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