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  • 1. (2023·达州模拟) 工业上常用甲烷和水蒸气催化重整制备H2 , 该工艺同时发生如下反应:

    反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1

    反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2

    1. (1) 反应Ⅰ和反应Ⅱ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图甲所示,则ΔH1-ΔH20(填“>”“<”或“=”)。

    2. (2) 恒容密闭容器中,按质量比为8:9加入CH4和H2O,下列说法正确的是____。
      A . 达平衡时,CH4和H2O的转化率相等 B . 反应Ⅰ在低温时容易自发进行 C . 当压强不再发生改变时,反应Ⅰ和反应Ⅱ均达到了平衡 D . 单位时间内,若有2molH-O键断裂,同时有3molH-H键断裂,则反应Ⅰ处于平衡状态
    3. (3) 某科研小组研究了反应I的动力学,获得其速率方程v=k·cm(CH4)·cn(H2O),k为速率常数(只受温度影响),反应级数是反应的速率方程式中各反应物浓度的指数之和。在某温度下进行实验,测得各组分初始浓度和反应初始速率如下:

      实验序号

      1

      2

      3

      CH4浓度/mol·L-1

      0.1000

      0.2000

      0.2000

      H2O浓度/mol·L-1

      0.1000

      0.1000

      0.2000

      速率/mol·L-1·s-1

      3.75×10-4

      1.50×10-3

      3.00×10-3

      若某时刻,测得c(CH4)=0.4000mol·L-1 , c(H2O)=0.4000mol·L-1 , 则此时的反应速率v=

    4. (4) 在2.4MPa下,将CH4和H2O(g)按照1:3的比例通入反应器中。平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图乙所示。

      ①600℃时,若经过tmin,反应达到平衡。该条件下,反应I的Kp=(MPa)2(列出计算式即可)。

      ②H2的含量在740℃左右出现峰值的原因为

    5. (5) 某工厂用电解原理除去H2中的杂质CH4、CO和CO2 , 其装置如图丙所示:

      ①CH4参与的电极反应为

      ②经测定,原料气中各气体的体积分数为:

      气体

      H2

      CH4

      CO

      CO2

      体积分数

      82%

      3%

      5%

      10%

      若电解过程中消耗了100m3的原料气,则可得到相同条件下纯净H2m3

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