4.
氢气是清洁的能源,也是重要的化工原料,根据以下三种制氢方法.完成下列问题:
(1)方法一:H
2S热分解法,反应式为:2H
2S(g)⇌2H
2(g)+S
2(g)△H在恒容密闭容器中,测定H
2S分解的转化率(H
2S的起始浓度均为cmol/L),测定结果见图,图中曲线a表示H
2S的平衡转化率与温度关系,曲线b表示不同温度下反应经过相同时间未达到化学平衡时H
2S的转化率.
①△H
______
0,(“>”、“<”或“=”),
②若985℃时,反应经tmin达到平衡,此时H
2S的转化率为40%,则tmin内反应速率v(H
2)=
______
(用含c、t的代数式表示).
③请说明随温度的升高,曲线b向曲线a接近的原因:
______
.
(2)方法二:以CaO为吸收体,将生物材质(以C计)与水蒸气反应制取H
2.相关主要反应如下:
I:C(s)+H
2O(g)═CO(g)+H
2(g)△H=+131.0kJ/mol
Ⅱ:CO(g)+H
2O(g)═CO
2(g)+H
2(g)△H=-43kJ/mol
Ⅲ:CaO(s)+CO
2(g)═CaCO
3(s)△H=-178.3kJ/mol
①计算反应C(s)+2H
2O(g)+CaO(s)⇌CaCO
3(s)+2H
2(g)的△H=
______
kJ/mol;
若K
1、K
2、K
3分别为反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,该平衡常数K=
______
(用K
1、K
2、K
3表示).
②对于可逆反应C(s)+2H
2O(g)+CaO(s)⇌CaCO
3(s)+2H
2(g),采取以下措施可以提高H
2产率的是
______
.(填字母)
A.降低体系的温度
B.压缩容器的体积
C.增加CaO的量
D.选用适当的催化剂
(3)方法三:利用甲醇可以与水蒸气反应制取H
2,反应方程式如下:
CH
3OH(g)+H
2O(g)⇌CO
2(g)+3H
2(g)△H=+49.4kJ/mol
一定温度下,向容积为2L的密闭恒容容器中充入1mol CH
3OH(g)和3mol H
2O(g),达到平衡状态时,吸收热量19.76kJ.则
①达平衡时混合气体的压强是反应前的
______
倍.
②此温度下的该反应的平衡常数是
______
(保留两位有效数字).