Question

【題目】水蒸汽催化重整生物油是未來工業(yè)化制氫的可行方案。以乙酸為模型物進行研究，發(fā)生的主要反應如下：

Ⅰ.CH3COOH（g）+2H2O（g）2CO2（g）+4H2（g） △H1

Ⅱ.CH3COOH（g）2CO（g）+2H2（g） △H2

Ⅲ.CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） △H3

回答下列問題：

（1）用△H1、△H2表示，△H3=___。

（2）重整反應的含碳產物產率、H2產率隨溫度、水與乙酸投料比（S/C）的變化關系如圖（a）、（b）所示。

①由圖（a）可知，制備H2最佳的溫度約為___。

②由圖（b）可知，H2產率隨S/C增大而___（填“增大”或“減小”）。

（3）向恒容密閉容器中充入等物質的量的CH3COOH和H2O混合氣體，若僅發(fā)生反應Ⅰ至平衡狀態(tài)，測得H2的體積分數為50%，則CH3COOH的平衡轉化率為___。

（4）反應體系常生成積碳。當溫度一定時，隨著S/C增加，積碳量逐漸減小，其原因用化學方程式表示為___。

Answer 1

【答案】 800℃ 增大 40% C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

【解析】

(1)根據題干信息分析，反應Ⅲ=(反應Ⅱ-反應Ⅰ)，由蓋斯定律可得，故答案為：；

(2)①由圖(a)可知，制備H2在800℃時，達到最高轉化率，則制備氫氣最佳的溫度約為800℃,故答案為：800℃；

②由圖(b)可知，S/C增大時，反應I平衡向正反應方向移動，反應III平衡向逆反應方向移動，使體系中的H2的量增大，故答案為：增大；

(3)設CH3COOH和H2O的物質的量均為1mol，平衡時，反應了CH3COOH x mol，列三段式有：

測得H2的體積分數為50%，則，計算得x=0.4mol，醋酸的轉化率為：=40%，即CH3COOH平衡轉化率為40%，故答案為：40%；

(4)當溫度一定時，隨著S/C增加，積碳量逐漸減小，是由于積碳與水蒸氣反應生成了CO和H2，反應的化學方程式為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，故答案為：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；