甲烷、二氧化碳的催化重整反应过程非常复杂,其中的部分反应如下:
①CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)
②CH4(g)⇌C(s)+2H2(g)
③2CO(g)⇌C(s)+CO2
(1)反应②是分步进行,其反应进程与能量的关系如图所示。正反应活化能最大的一步反应的化学方程式KC为CH+3H⇌C+4HCH+3H⇌C+4H;催化剂一般多孔,催化重整反应②、③都易造成催化剂失去活性,可能的原因是 生成的碳单质附着在催化剂表面,造成催化剂孔道堵塞而使催化剂失去活性生成的碳单质附着在催化剂表面,造成催化剂孔道堵塞而使催化剂失去活性。

(2)A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为 KA<KB=KCKA<KB=KC。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,反应①中原料气组成比n(CO2)c(CH4)与甲烷的转化率的关系如图所示,试从理论角度解释造成曲线变化趋势的原因原料气组成比增加等效于加入二氧化碳,可促使平衡正向移动,增大甲烷的转化率原料气组成比增加等效于加入二氧化碳,可促使平衡正向移动,增大甲烷的转化率。

n
(
C
O
2
)
c
(
C
H
4
)
【答案】CH+3H⇌C+4H;生成的碳单质附着在催化剂表面,造成催化剂孔道堵塞而使催化剂失去活性;KA<KB=KC;原料气组成比增加等效于加入二氧化碳,可促使平衡正向移动,增大甲烷的转化率
【解答】
【点评】
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