解放军文职招聘考试：周晓光概论综述化学能2

 7. [2012·浙江理综，27]甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：

 

	化学方程式	焓变ΔH/kJ·mol－1	活化能Ea/kJ·mol－1
甲烷氧化	CH4(g)＋2O2(g)=== CO2(g)＋2H2O(g)	－802.6	125.6
	CH4(g)＋O2(g)=== CO2(g)＋2H2(g)	－322.0	172.5
蒸汽重整	CH4(g)＋H2O(g) ===CO(g)＋3H2(g)	206.2	240.1
	CH4(g)＋2H2O(g) ===CO2(g)＋4H2(g)	165.0	243.9

回答下列问题：

(1)反应CO(g)＋H₂O(g)===CO₂(g)＋H₂(g)的ΔH＝________ kJ·mol^－1。

(2)在初始阶段，甲烷蒸汽重整的反应速率________甲烷氧化的反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。

(3)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(p_B)代替物质的量浓度(c_B)也可表示平衡常数(记作K_p)，则反应CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g)的K_p＝________；随着温度的升高，该平衡常数________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)从能量角度分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于________。

(5)在某一给定进料比的情况下，温度、压强对H₂和CO物质的量分数的影响如下图：

 

①若要达到H₂物质的量分数>65%、CO物质的量分数<10%，以下条件中最合适的是________。

A. 600 ℃，0.9 MPa     B．700 ℃，0.9 MPa

C. 800 ℃，1.5 MPa   D．1000 ℃，1.5 MPa

②画出600 ℃，0.1 MPa条件下，系统中H₂物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图：

(6)如果进料中氧气量过大，最终导致H₂物质的量分数降低，原因是_______________________________________________________

__________________________________________________________。

8. [2012·天津理综，10]金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝。高温下，在密闭容器中用H₂还原WO₃可得到金属钨，其总反应为

WO₃(s)＋3H₂(g)W(s)＋3H₂O(g)。

请回答下列问题：

(1)上述反应的化学平衡常数表达式为________。

(2)某温度下反应达平衡时，H₂与水蒸气的体积比为2∶3，则H₂的平衡转化率为________；随温度的升高，H₂与水蒸气的体积比减小，则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(3)上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：

温度	25 ℃～550 ℃～600 ℃～700 ℃
主要成分	WO3　W2O5　 WO2 　W

第一阶段反应的化学方程式为____________________________；

580 ℃时，固体物质的主要成分为________；假设WO₃完全转化为W，则三个阶段消耗H₂物质的量之比为________。

(4)已知：温度过高时，WO₂(s)转变为WO₂(g)：

WO₂(s)＋2H₂(g)W(s)＋2H₂O(g)

ΔH＝＋66.0 kJ·mol^－1

WO₂(g)＋2H₂(g)W(s)＋2H₂O(g)

                        ΔH＝－137.9 kJ·mol^－1

则WO₂(s)WO₂(g)的ΔH＝________。

(5)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发，使灯丝变细，加入I₂可延长灯管的使用寿命，其工作原理为W(s)＋2I₂(g)1400 ℃WI₄(g)。下列说法正确的有________。

a．灯管内的I₂可循环使用

b．WI₄在灯丝上分解，产生的W又沉积在灯丝上

c．WI₄在灯管壁上分解，使灯管的寿命延长

d．温度升高时，WI₄的分解速率加快，W和I₂的化合速率减慢