非选择题规范练(三)化学反应原理综合应用(建议用时:35分钟)1.(2019·高考北京卷)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
(1)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2,其物质的量之比为4∶1,甲烷和水蒸气反应的方程式是____________________________________________________________
②已知反应器中还存在如下反应:i.CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)ΔH1ii
CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)ΔH2iii
CH4(g)===C(s)+2H2(g)ΔH3……iii为积炭反应,利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用________________反应的ΔH
③反应物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)=4∶1,大于初始反应的化学计量数之比,目的是________(选填字母序号)
a.促进CH4转化b.促进CO转化为CO2c.减少积炭生成④用CaO可以去除CO2
H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示
从t1时开始,H2体积分数显著降低,单位时间CaO消耗率________(“”“”填升高降低或“”不变)
此时CaO消耗率约为35%,但已失效,结合化学方程式解释原因:______________________________________________
(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如图
通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2
①制H2时,连接________
产生H2的电极反应式是________________________________________________________________________
②改变开关连接方式,可得O2