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  • 美国\(\rm{Bay}\)等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:


    \(\rm{(1)}\)此流程的第\(\rm{II}\)步反应为:\(\rm{CO(g)+H_{2}O(g)}\)\(\rm{H_{2}(g)+CO_{2}(g)}\),该反应的化学平衡常数表达式为\(\rm{K=}\)                  ;反应的平衡常数随温度的变化如表一,

    温度\(\rm{/℃}\)

    \(\rm{400}\)

    \(\rm{500}\)

    \(\rm{830}\)

    \(\rm{1000}\)

    平衡常数\(\rm{K}\)

    \(\rm{10}\)

    \(\rm{9}\)

    \(\rm{1}\)

    \(\rm{0.6}\)


    从上表可以推断:此反应是_______________\(\rm{ (}\)填“吸”、“放”\(\rm{)}\)热反应。

    在\(\rm{830℃}\)下,若开始时向恒容密闭容器中充入\(\rm{CO}\)与\(\rm{H_{2}O}\)均为\(\rm{1 mo1}\),则达到平衡后\(\rm{CO}\)的转化率为____               

    \(\rm{(2)}\)此流程的第\(\rm{II}\)步反应\(\rm{CO(g)+H_{2}O(g)}\)\(\rm{H_{2}(g)+CO_{2}(g)}\),在\(\rm{830℃}\)下,以表二的物质的量\(\rm{(}\)单位为\(\rm{mol)}\)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有        \(\rm{(}\)填实验编号\(\rm{)}\);

    实验编号

    \(\rm{n(CO)}\)

    \(\rm{n(H_{2}O)}\)

    \(\rm{n(H_{2})}\)

    \(\rm{n(CO_{2})}\)

    \(\rm{A}\)

    \(\rm{1}\)

    \(\rm{5}\)

    \(\rm{2}\)

    \(\rm{3}\)

    \(\rm{B}\)

    \(\rm{2}\)

    \(\rm{2}\)

    \(\rm{1}\)

    \(\rm{1}\)

    \(\rm{C}\)

    \(\rm{0.5}\)

    \(\rm{2}\)

    \(\rm{1}\)

    \(\rm{1}\)

    \(\rm{(3)}\)在一个不传热的固定容积的容器中,判断此流程的第\(\rm{II}\)步反应达到平衡的标志是               

     \(\rm{①}\)体系的压强不再发生变化   \(\rm{②}\)混合气体的密度不变    \(\rm{③}\)混合气体的平均相对分子质量不变    \(\rm{④}\)各组分的物质的量浓度不再改变  \(\rm{⑤}\)体系的温度不再发生变化    \(\rm{⑥ v(CO_{2}}\)正\(\rm{)=v(H_{2}O}\)逆\(\rm{)}\)          

    \(\rm{(4)}\)下图表示该反应此流程的第\(\rm{II}\)步反应在时刻\(\rm{t}\)达到平衡、在时刻\(\rm{t}\)分别因改变某个条件而发生变化的情况:图中时刻\(\rm{t}\)发生改

    变的条件是________,         。\(\rm{(}\)写出两种\(\rm{)}\)

    \(\rm{(5)}\)若\(\rm{400℃}\)时,第Ⅱ步反应生成\(\rm{l mol}\)氢气的热量数值为\(\rm{33.2(}\)单位为\(\rm{kJ)}\),第Ⅰ步反应的热化学方程式为:

    \(\rm{CH_{4}(g)+H_{2}O(g)=3H_{2}(g)+CO(g)\triangle H=-103.3 kJ·mol^{-1}}\)。

    则\(\rm{400℃}\)时,甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为                  

    【考点】热化学方程式,化学反应转化率,化学平衡状态的判断,化学平衡常数,化学平衡的计算,用盖斯定律及有关计算
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    难度:较易
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