(9分)美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產物甲烷來制取氫氣,其生產流程如
下圖:
(1)此流程的第II步反應為:CO(g)+H
2O(g)
H
2(g)+CO
2(g),該反應的化學平衡常數表達式為K=
;反應的平衡常數隨溫度的變化如表一,
溫度/℃
| 400
| 500
| 830
| 1000
|
平衡常數K
| 10
| 9
| 1
| 0.6
|
從上表可以推斷:此反應是_______________ (填“吸”、“放”)熱反應。在830℃下,若開始時向恒容密閉容器中充入CO與H
zO均為1 mo1,則達到平衡后CO的轉化率為_____。
(2)此流程的第II步反應CO(g)+H
2O(g)
H
2(g)+CO
2(g),在830℃,以表二的物質的量(單位為mol)投入恒容反應器發(fā)生上述反應,其中反應開始時,向正反應方向進行的有
(填實驗編號);
實驗編號
| N(CO)
| N(H2O)
| n(H2)
| N(CO2)
|
A
| 1
| 5
| 2
| 3
|
B
| 2
| 2
| 1
| 1
|
C
| 0.5
| 2
| 1
| 1
|
(3)在一個不傳熱的固定容積的容器中,判斷此流程的第II步反應達到平衡的標志是
①體系的壓強不再發(fā)生變化 ②混合氣體的密度不變 ③混合氣體的平均相對分子質量不變 ④各組分的物質的量濃度不再改變 ⑤體系的溫度不再發(fā)生變化 ⑥ v(CO
2正)= v(H
2O逆)
(4)圖表示該反應此流程的第II步反應在時刻t
達到平衡、在時刻t
分別因改變某個條件而發(fā)生變化的情況:圖中時刻t
發(fā)生改變的條件是_________。(寫出兩種)
(5)若400℃時,第Ⅱ步反應生成l mol氫氣的熱量數值為 33.2(單位為kJ),第Ⅰ步反應的熱化學方程式為: CH
4(g)+H
2O(g)=3H
2(g)+CO(g)△H="-103.3" kJ·mol
-1。則400℃時,甲烷和水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式為
。