氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
① CH4(g)+ H2O(g)= CO(g)+3H2(g) ∆H =+206.2kJ·mol-1
② CH4(g)+ CO2(g)= 2CO(g)+2H2(g) ∆H =+247.4kJ·mol-1
③ 2H2S(g)=2H2(g)+S2(g) ∆H =+169.8kJ·mol-1
23.以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
24.在密闭容器中充入一定量的H2S,发生反应③。如图所示为H2S气体分解生成H2和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。
①图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为 ,理由是 。
②该反应平衡常数的大小关系为K(T1) (填“>”、“<”或“=”)K(T2),理由是 。
③上图中M点的平衡常数Kp= MPa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
④如果想进一步提高H2S的转化率,除改变温度、压强外,还可以采取的措施有 。
25.氢气燃料电池能大幅度提高能量的转化率。甲烷--空气碱性(KOH为电解质)燃料电池的负极反应式为 。相同条件下,甲烷燃料电池与氢气燃料电池的能量密度之比为 (单位质量的输出电能叫能量密度,能量密度之比等于单位质量的可燃物转移电子数之比)。
CH4(g)+ 2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ∆H =+165.0kJ·mol-1
① CH4(g)+ H2O(g)= CO(g)+3H2(g) ∆H =+206.2kJ·mol-1
② CH4(g)+ CO2(g)= 2CO(g)+2H2(g) ∆H =+247.4kJ·mol-1
③ 2H2S(g)=2H2(g)+S2(g) ∆H =+169.8kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g),由盖斯定律,①×2-②得CH4(g)+ 2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ∆H =+165.0kJ·mol-1;
由盖斯定律,①×2-②得CH4(g)+ 2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ∆H =+165.0kJ·mol-1;
本题考查盖斯定律、原电池的工作原理,学生应学会利用习题中的信息结合所学的知识来解答,难度不大,注意对高考热点的训练。
①P1<P2<P3 该可逆反应的正反应是气体分子数增大的反应,相同温度下,增大压强,H2S的转化率减小
②< 该可逆反应的正反应是吸热反应,升高温度,平衡常数增大
③1
④及时分离出产物
H2S气体分解生成H2和S2(g),该可逆反应的正反应是气体分子数增大的反应,在密闭容器中充入一定量的H2S,相同温度下,增大压强,H2S平衡转化率逆向进行;该反应是吸热反应,相同压强下,升高温度,H2S平衡转化率正向进行;
①相同温度下,增大压强,H2S平衡转化率逆向进行,压强的大小顺序为(p1<p2<p3),理由是该可逆反应的正反应是气体分子数增大的反应,相同温度下,增大压强,H2S的转化率减小;
②该反应是吸热反应,温度升高,平衡正向移动,因此平衡常数的大小关系为K(T1)<K(T2);
③M点: 2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)
反应后分压(5MPa) 2/5 2/5 1/5
平衡常数;
④如果想进一步提高H2S的转化率,除改变温度、压强外,还可以采取的措施有及时分离出产物;
H2S气体分解生成H2和S2(g),该可逆反应的正反应是气体分子数增大的反应,在密闭容器中充入一定量的H2S,相同温度下,增大压强,H2S平衡转化率逆向进行;该反应是吸热反应,相同压强下,升高温度,H2S平衡转化率正向进行;进一步提高H2S的转化率,除改变温度、压强外,还可以采取的措施有及时分离出产物;
本题考查盖斯定律、原电池的工作原理,学生应学会利用习题中的信息结合所学的知识来解答,难度不大,注意对高考热点的训练。
CH4-8e一+10OH-=CO32-+7H2O 1:2
甲烷--空气碱性(KOH为电解质)燃料电池的负极甲烷失去电子,在碱性条件下生成碳酸根离子,反应式为CH4-8e一+10OH-=CO32-+7H2O,相同条件下,16gCH4失去8mole一,16g失去16mole一,甲烷燃料电池与氢气燃料电池的能量密度之比为1:2。
甲烷--空气碱性(KOH为电解质)燃料电池的负极甲烷失去电子,在碱性条件下生成碳酸根离子,反应式为CH4-8e一+10OH-=CO32-+7H2O,相同条件下,16gCH4失去8mole一,16g失去16mole一,甲烷燃料电池与氢气燃料电池的能量密度之比为1:2。
本题考查盖斯定律、原电池的工作原理,学生应学会利用习题中的信息结合所学的知识来解答,难度不大,注意对高考热点的训练。