[题目]据预测.到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右.H2S在催化活性碳(AC)表面的迁移.对煤的清洁和综合应用起了很大的促进作用.其机理如图所示.其中ad表示物种的吸附状态.下列有关叙述错误的是A. 图中阴影部分表示H2S分子的吸附与离解B. AC表面作用的温度不同.H2S的去除率不同C. H2S在AC表面作用生成的产物有H2O.H2.S.S 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】据预测，到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右。H2S在催化活性碳（AC）表面的迁移，对煤的清洁和综合应用起了很大的促进作用，其机理如图所示，其中ad表示物种的吸附状态。下列有关叙述错误的是

A. 图中阴影部分表示H2S分子的吸附与离解

B. AC表面作用的温度不同，H2S的去除率不同

C. H2S在AC表面作用生成的产物有H2O、H2、S、SO2、CS2等

D. 图中反应过程中只有H—S键的断裂，没有H—S键的形成

【答案】

【解析】

图中阴影部分H2S(g)→H2S(ad)为H2S在催化剂表面的吸附，H2S(ad)→2H(ad)+S(ad)表示H2S的离解，选项A正确；温度高时气态硫会反应生成H2S等，温度低时会变成固态的硫，选项B正确；观察图示可知H2S在AC表面作用生成的产物有H2O、H2、S、SO2、CS2等，选项C正确；图中阴影部分出现H(ad)、S(ad)，有H—S键的断裂，部分S(g)与H2(g)生成H2S(g)，存在H—S键的形成，选项D错误。

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【题目】（11分）甲烷水蒸气催化重整（SMR）是传统制取富氢混合气的重要方法，具有工艺简单、成本低等优点。回答下列问题：

（1）已知1000 K时，下列反应的平衡常数和反应热：

①CH4(g) C(s)+2H2(g) K1=10.2 ΔH1

②2CO(g) C(s)+CO2(g) K2=0.6 ΔH2

③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K3=1.4 ΔH3

④CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) K4 ΔH4（SMR）则1000 K时，K4=____________；ΔH4=_________（用ΔH1、ΔH2、ΔH3来表示）。

（2）在进入催化重整装置前，先要对原料气进行脱硫操作，使其浓度为0.5 ppm以下。脱硫的目的为______________。

（3）下图为不同温度条件下电流强度对CH4转化率的影响。由图可知，电流对不同催化剂、不同温度条件下的甲烷水蒸气催化重整反应均有着促进作用，则可推知ΔH4____0（填“>”或“<”）。

（4）下图为不同温度条件下6小时稳定测试电流强度对H2产率的影响。由图可知，随着温度的降低，电流对H2产率的影响作用逐渐____________（填“增加”“减小”或“不变”），600 ℃时，电流对三种催化剂中的____________（用图中的催化剂表示式回答）影响效果最为显著，当温度高于750 ℃时，无论电流强度大小，有无催化剂，H2产率趋于相同，其原因是______________。

（5）我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究，通常认为该反应分两步进行。第一步：CH4催化裂解生成H2和碳（或碳氢物种），其中碳（或碳氢物种）吸附在催化剂上，如CH4→Cads/[C(H)n]ads+(2–)H2；第二步：碳（或碳氢物种）和H2O反应生成CO2和H2，如Cads/[C(H)n]ads +2H2O→CO2 +(2+)H2。反应过程和能量变化残图如下（过程①没有加催化剂，过程②加入催化剂），过程①和②ΔH的关系为：①_______②（填“>”“<”或“＝”）；控制整个过程②反应速率的是第_______步，其原因为____________________________。