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氢气是清洁的能源,也是重要的化工原料,有关氢气的制取研究是一个有趣的课题.根据提供两种制氢方法,完成下列各题:(1)方法一:H2S热分解法,反应式为:2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g
1人问答
问题描述:

氢气是清洁的能源,也是重要的化工原料,有关氢气的制取研究是一个有趣的课题.根据提供两种制氢方法,完成下列各题:

(1)方法一:H2S热分解法,反应式为:2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g)△H 在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S的分解实验.H2S的起始浓度均为c mol•L-1.不同温度下反应相同时间t后,测得如图所示H2S转化率曲线图.其中a为平衡转化率与温度关系曲线,b为未达到平衡时转化率与温度的关系曲线.

①△H___0(“>”、“<”或“=”),

②若985℃时,反应经t min达到平衡,此时H2S的转化率为40%,则tmin内反应速率v(H2)=___(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逼近的原因:___.

(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H2.反应装置由气化炉和燃烧炉两个反应器组成,相关反应如下表所示:

流程1:气化炉中产生H2流程2:燃烧炉中CaO再生
通入水蒸气,主要化学反应:
I:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) K1
II:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) K2
III:CaO(s)+CO2(g)⇌CaCO3(s) K3
通入纯氧,主要化学反应:
IV:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.8kJ•mol-1
V:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
①反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)⇌CaCO3(s)+2H2(g)K=___.(用K1、K2、K3表示)

②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)⇌CaCO3(s)+2H2(g),△H=-87.9kJ•mol-1;采取以下措施可以提高H2产量的是___.(填字母编号)

A.降低体系的温度 B.使各气体组分浓度均加倍

C.适当增加水蒸气的通入量 D.增加CaO的量,提高CO2的吸收率

(3)方法二与方法一相比其优点有___(写一个即可).

车武军回答:
  (1)①根据图示内容知道,随着温度的升高,硫化氢的转化率逐渐增大,所以化学平衡正向移动,即化学反应是吸热的,则△H>0,故答案为:>;   ②若985℃时,反应经t min达到平衡,此时H2S的转化率为40%,      2H2S(g)→2H2(g)+S2(g)   开始:c       0        0   转化:0.4c    0.4c     0.2c   平衡:0.6c    0.4c      0.2c   根据v=△c△t
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