广东省广州市高中毕业班综合测试(二)理综化学试题 Wor

28．（15分）

以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点，但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向。

（1）甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2，氢元素利用率达100%，反应的化学方程式为________，该方法的缺点是________。

（2）甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应：

主反应：CH3OH(g)+H2O(g) 副反应：H2(g)+CO2(g)

CO2(g)+3H2(g) △H＝+49 kJ·mol-1 CO(g)+H2O(g) △H＝+41 kJ·mol-1

①既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是________。 ②分析适当增大水醇比（nH2O∶nCH3OH）对甲醇水蒸气重整制氢的好处________。 ③某温度下，将nH2O∶nCH3OH=1:1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为p1，反应达到平衡时总压强为p2，则平衡时甲醇的转化率为________。（忽略副反应）

④工业生产中，单位时间内，单位体积的催化剂所处理的气体体积叫做空速[单位为m3

/(m3催化剂·h)，简化为h1]。一定条件下，甲醇的转化率与温度、空速的关系如图。空速越

—

大，甲醇的转化率受温度影响越________。其他条件相同，比较230℃时1200h

—1

和300h

—1

两种空速下相同时间内H2的产量，前者约为后者的________倍。（忽略副反应，保留2位有效数字）

10095甲醇的转化率 /% 90858075706560225230235240245250255260265300 h—1 1200 h—1 温度 /℃ （3）甲醇水蒸气重整制氢消耗大量热能，科学家提出在原料气中掺入一定量氧气，理论上可实现甲醇水蒸气自热重整制氢。 已知：CH3OH(g) +1O2（g）

2 CO2(g) + 2H2(g) △H＝－193 kJ·mol-1

5CO2(g) + 14H2(g)的△H＝________ kJ·mol-1。

则5CH3OH(g) +4H2O(g) +1O2（g）

2

36．[化学——选修2：化学与技术]（15分）

钒（V）是重要的战略资源，广泛应用于钢铁、航空、化工等行业。石煤是低品位的含钒矿石，其中钒元素主要以VO2、V2O3、V2O5形式存在。工业上以石煤为原料，采用钙化焙烧提钒和钠化焙烧提钒的部分工艺如下：

CaO 钙化焙烧 石煤 NaCl 钠化焙烧 固体1 …… Na2CO3溶液 浸取 溶液1 Cl2、HCl CaCO3

碱性气体A NH4VO3 焙烧 V2O5 V

NH4Cl 中性沉钒

（注：固体1和溶液1含钒物质的主要成分相同。）

回答下列问题：

（1）“钙化焙烧提钒”工艺中，可能用到的工业设备有________。

A. 离心机 B. 焙烧炉 C. 离子交换柱 D. 分馏塔