【题目】氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。回答下列问题:

(1)直接热分解法制氢

某温度下2H2O(g) 2H2(g) +O2(g),该反应的平衡常数表达式为 K= ________

(2)乙醇水蒸气重整制氢

反应过程和反应的平衡常数(K)随温度(T)的变化曲线如图 1 所示。某温度下 1 所示反应每生成1mol H2(g),热量变化是 62 kJ,则该反应的热化学方程式为________________

(3)水煤气法制氢

CO(g)+ H2O(g) CO2(g) +H2(g) H<0,在进气比[n(CO):n(H2O)]不同时,测得相应的 CO 的平衡转化率见图 2(图中各点对应的反应温度可能相同也可能不同)。

①向 2 L 恒温恒容密闭容器中加入一定量的 CO 0.1mol H2O(g),在图中 G 点对应温度下,反应经5 min 达到平衡则平均反应速率 v(CO)=___________

②图中 B、E 两点对应的反应温度分别为 TB TE,则 TB ___________TE (“>”“ <”“=”)。

③经分析,A、E、G 三点对应的反应温度都相同(均为 T),其原因是 A、E、G 三点对应的 _______相同。

④当 T℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入 3.0 mol CO、1.0 mol H2O(g)、1.0 molCO2 xmol H2,使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是_________

(4)光电化学分解制氢

反应原理如图3,钛酸锶光电极的电极反应式为 4OH--4e-=O2↑+2H2O,则铂电极的电极反应式为 ________

(5)Mg,Cu 是一种储氢合金

350℃时,Mg、Cu H2 反应,生成 MgCu2 和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数约为 7.7%)。该反应的化学方程式为_______________

【题目】二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点为-141.5℃,沸点为-24.9℃。二甲醚与液化石油气(LPG)相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气(CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下:

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1= -90.0 kJ·mol-1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-20.0kJ·mol-l

回答下列问题:

(1)反应①为熵___________(填“增加”或“减少”)的反应,__________ (填“低温”或“高温”)下易自发进行。

(2)写出由合成气(CO、H2) 直接制备二甲醚的热化学方程式:__________________________________

(3)温度为500K时,在2L的密闭容器中充入2 mol CO和6 molH2发生反应①、②,5 min时达到平衡,平衡时CO的转化率为60%,c(CH3OCH3)=0.2 mol·L-1,用H2表示反应①的速率是______________,反应②的平衡常数K=________________

若在500K时,测得容器中n(CH3OCH3)=2n (CH3OH),此时反应②的v__ v(“>”“< ”“=”)
4)研究发现,在体积相同的容器中加入物质的量相同的COH2发生反应①、②,在不同温度和有无催化剂组合下经过相同反应时间测得如下实验数据:

T(K)

催化剂

CO转化率(%)

CH3OCH3选择性(%)

473

10

36

500

12

39

500

Cu/ZnO

20

81

[备注]二甲醚选择性:转化的CO中生成CH3OCH3的百分比

①相同温度下,选用Cu/ZnO作催化剂,该催化剂能____________ (填标号)。

A.促进平衡正向移动 B.提高反应速率 C.降低反应的活化能

D.改变反应的焓变 E.提高CO的平衡转化率

②表中实验数据表明,在500K时,催化剂Cu/ZnO对CO转化成CH3OCH3的选择性有显著的影响,其原因是_________________________________________________

 0  192063  192071  192077  192081  192087  192089  192093  192099  192101  192107  192113  192117  192119  192123  192129  192131  192137  192141  192143  192147  192149  192153  192155  192157  192158  192159  192161  192162  192163  192165  192167  192171  192173  192177  192179  192183  192189  192191  192197  192201  192203  192207  192213  192219  192221  192227  192231  192233  192239  192243  192249  192257  203614 

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