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H2是一种清洁能源。在冶金、电力、材料等领域应用广泛。请回答下列问题: (1)某科研团队利用透氧膜获得N2、H2的工作原理如图甲所示(空气中N2与O2的物质的量之比按4:1计)。上述过程中,膜I侧所得...
题目内容:
H2是一种清洁能源。在冶金、电力、材料等领域应用广泛。请回答下列问题:
(1)某科研团队利用透氧膜获得N2、H2的工作原理如图甲所示(空气中N2与O2的物质的量之比按4:1计)。上述过程中,膜I侧所得气体的物质的量之比n(H2):n(N2)=3:1,则CH4、H2O与O2反应的化学方程式为______________________。
(2)用H2和CO合成甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH (g) △H1。已知:CO2(g)+3H2(g)==CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0kJ·mol-1;CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1k J·mol-1.则△H1=___________ k J·mol-1。
(3)向容积可变的密闭容器中充入1 mol CO和2.2molH2,在恒温恒压条件下发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),平衡时,CO的转化率[α(CO)]随温度、压强的变化情况如图乙所示。
①压强:p1___________(填“>”<”或“=”)p2。
②M点时,H2的转化率为___________(计算结果精确到0.1%),该反应的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③不同温度下,该反应的平衡常数的对数值(lgK)如图丙所示,其中,A点为506K时平衡常数的对数值,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lgK与温度(T)的关系的是___________。
(4)H2还原NO的反应为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(1),实验测得反应速率的表达式为v=kcm(NO)·cn(H2)(k是速率常数,只与温度有关)
①某温度下,反应速率与反应物浓度的变化关系如下表所示。
编号 | c(H2)/(mol/L) | c(NO)/(mol/L) | v/(mol/Lmin) |
1 | 0.10 | 0.10 | 0.414k |
2 | 0.10 | 0.20 | 1.656k |
3 | 0.50 | 0.10 | 2.070k |
由表中数据可知,m=___________,n=___________。
②上述反应分两步进行:i.2NO(g)+H2(g)==N2(g)+H2O2(1)(慢反应);ii.H2O2(1)+H2(g)==2H2O(1)(快反应)。下列叙述正确的是___________(填字母)
A.H2O2是该反应的催化剂
B.反应i的活化能较高
C.总反应速率由反应ii的速率决定
D.反应i中NO和H2的碰撞仅部分有效
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