某化学反应的能量变化如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
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A.该反应的反应热ΔH=E2-E1
B.a、b分别对应有催化剂和无催化剂的能量变化
C.催化剂能降低反应的活化能
D.催化剂能改变反应的焓变
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:
| 化学方程 | 焓变ΔH/kJ·mol-1 | 活化能Ea/kJ·mol-1 | |
| 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ΔH=________kJ·mol-1。
(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:
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①若要达到H2物质的量分数>65%、CO物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是________。
A.600 ℃,0.9 MPa B.700 ℃,0.9 MPa
C.800 ℃,1.5 MPa D.1 000 ℃,1.5 MPa
②画出600 ℃,0.1 MPa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:
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(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
___________________________________________________________________。
碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 mol·L-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1 K2S2O8、0.10 mol·L-1 Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:S2O
+2I-===2SO
+I2 (慢)
I2+2S2O
===2I-+S4O
(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的________耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色,S2O
与S2O
初始的物质的量需满足的关系为:n(S2O
)∶n(S2O
)________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
| 实验序号 | 体积V/mL | ||||
| K2S2O8溶液 | 水 | KI溶液 | Na2S2O3溶液 | 淀粉溶液 | |
| ① | 10.0 | 0.0 | 4.0 | 4.0 | 2.0 |
| ② | 9.0 | 1.0 | 4.0 | 4.0 | 2.0 |
| ③ | 8.0 | Vx | 4.0 | 4.0 | 2.0 |
表中Vx=________,理由是________________________________________
___________________________________________________________________。
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(3)已知某条件下,浓度c(S2O
)~反应时间t的变化曲线如图所示,若保持其他条件不变,请在坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O
)~t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
(4)碘也可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。
该电池反应为:2Li(s)+I2(s)===2LiI(s) ΔH
已知:4Li(s)+O2(g)===2Li2O(s) ΔH1
4LiI(s)+O2(g)===2I2(s)+2Li2O(s) ΔH2
则电池反应的ΔH=________;碘电极作为该电池的________极。