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高中化学
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综合题
1.
(2021高三上·浙江月考)
氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。在1L固定容积密闭容器中投入1.8molCH
4
和3.6molH
2
O(g),若只发生反应:CH
4
(g)+2H
2
O(g)
CO
2
(g)+4H
2
(g) △H
1
=+165.0kJ·mol
-1
, 测得CH
4
、H
2
O及某一生成物X的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示(反应中条件有变化时,只考虑改变一个条件)。
(1) ①CH
4
(g)+2H
2
O(g)
CO
2
(g)+4H
2
(g),说明该反应自发进行的原因:
。
②反应在10min时的平衡常数K=
(列出数学计算式,不必算出结果)。
(2) 第6min时改变的条件是
。
(3) 画出X物质4min~9min之间的变化图像
。
(4) 反应的过程中发生副反应CO
2
(g)+CH
4
(g)
CH
3
COOH(g) △H
2
=-32.2kJ•mol
-1
, 反应所用的时间和CO
2
、CH
3
COOH的产率如图2所示,t时刻后,CO
2
的产率比CH
3
COOH低,其原因是
。
(5) 我国提出在2030年前实现碳达峰,为了回收CO
2
有人设计了图3流程,体现了“绿色化学”思想,写出步骤Ⅲ的化学方程式:
。
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