氢气是清洁的能源,也是重要的化工原料,根据以下两种制氢方法。完成下列问题:

(1)方法一:H2S热分解法,反应式为:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)△H

在恒容密闭容器中,测定H2S分解的转化率(H2S的起始浓度均为cmol/L),测定结果见右图,图中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系,曲线表示不同温度下反应经过相同时间未达到化学平衡时H2S的转化率。

①△H______0,(“>”、“<”或“=”),

②若985℃时,反应经tmin达到平衡,此时H2S的转化率为40%,则tmin内反应速率v(H2)=______(用含c、t的代数式表示)。

③请说明随温度的升高,曲线b向曲线a接近的原因:______。

(2)方法二:以CaO为吸收体,将生物材质(以C计)与水蒸气反应制取H2.相关主要反应如下:

I:C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=+131.0kJ/mol

Ⅱ:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H=-43kJ/mol

Ⅲ:CaO(s)+CO2(g)═CaCO3(s) △H=-178.3kJ/mol

①计算反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的△H=______;

若K1、K2、K3分别为反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,该平衡常数K=_____________(用K1、K2、K3表示)。

②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g),采取以下措施可以提高H2产率的是______。(填字母编号)

A.降低体系的温度

B.压缩容器的体积

C.适当增加水蒸气的通入量

D.增加CaO的量

③下图为反应I在一定温度下,平衡时各气体体积百分含量随压强变化的关系图。若反应达某一平衡状态时,测得c(H2O)=2c(H2)=2c(CO)=2mol/L,试根据H2O的体积百分含量变化曲线,补充完整CO的变化曲线示意图。

随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%,二氧化碳(CO2)的排放量也要大幅减少。

(1)在恒温,容积为1 L恒容中,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示(已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1),请回答下列问题:

①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:_________________________________。

②ΔH2=__________kJ·mol-1。

③在相同条件下,充入1 mol SO3和0.5 mol的O2,则达到平衡时SO3的转化率为______________;此时该反应________(填“放出”或“吸收”)________kJ的能量。

(2)中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。

①CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图2所示。从3 min到9 min,v(H2)=________mol·L-1·min-1。

②能说明上述反应达到平衡状态的是________(填编号)。

A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)

B.混合气体的密度不随时间的变化而变化

C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O

D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变

③为了加快化学反应速率且使体系中气体的物质的量减少,其他条件不变时,可采取的措施有________(填编号)。

A.升高温度 B.缩小容器体积 C.再充入CO2气体 D.使用合适的催化剂

(3)工业上,CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数。下列说法正确的是________。

温度/℃

0

100

200

300

400

平衡常数

667

13

1.9×10-2

2.4×10-4

1×10-5

A.该反应正反应是放热反应

B.该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行,说明该反应ΔS<0

C.在T ℃时,1 L密闭容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100

D.工业上采用稍高的压强(5 MPa)和250 ℃,是因为此条件下,原料气转化率最高

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