甲烷-二氧化碳重整和甲烷水蒸气-二氧化碳双重整技术(CSCRM)均能将CH4和CO2温室气体转化为高附加值的合成气,在环保、经济等方面均具有重大意义。
回答下列问题:
Ⅰ.甲烷-二氧化碳重整:CH4重整CO2的催化转化原理如图1所示。

(1)已知相关反应的能量变化如图2所示。则过程i的热化学方程式为 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.4kJ/molCH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.4kJ/mol。
(2)过程ii的总反应可表示为 H2+CO2=CO+H2OH2+CO2=CO+H2O。
(3)向一刚性密闭容器中,充入物质的量比为2:3的CH4和CO2,总压为75kPa,加热到一定温度使其发生过程i的反应。
①达到平衡后测得体系压强是起始时的1.76倍,则该反应的平衡常数的计算式为KP=572×5721.5×16.5572×5721.5×16.5(kPa)2(用各物质的分压代替物质的量浓度计算)。
②其他条件不变,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应进行相同时间后,CH4的转化率随反应温度的变化如图3所示。a点所代表的状态 不是不是(填“是”或“不是”)平衡状态;b点CH4的转化率高于c点,原因是 b和c均未达到平衡,b点温度高,反应速率快,相同时间内转化率高b和c均未达到平衡,b点温度高,反应速率快,相同时间内转化率高。
Ⅱ.甲烷水蒸气-二氧化碳双重整技术(CSCRM):在原料气中通入水蒸气来缓解积碳,发生的主要反应的Kθ与温度关系如图4,已知各反应原理如下,其中R(5)与R(6)为积碳反应。
R(1)3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)⇌4CO(g)+8H2(g) ΔH1
R(2)CH4g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH2
R(3)CH4(g)+CO2(g)⇌2COg)+2H2(g) ΔH3
R(4)H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH4
R(5)CH4g)⇌C(s)+2H2(g) ΔH5
R(6)2CO(g)⇌C(s)+CO2(g) ΔH6
(4)ΔH1>>0(填“>”或“<”)。
(5)已知e12=1.6×105,综合分析进料气n(CH4):n(H2O):n(CO2)=3:2:1时制备合成气的最佳温度为 750℃750℃;通入水蒸气能缓解积碳的原因为 碳能与水反应碳能与水反应。
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【答案】CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.4kJ/mol;H2+CO2=CO+H2O;;不是;b和c均未达到平衡,b点温度高,反应速率快,相同时间内转化率高;>;750℃;碳能与水反应
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发布:2024/10/16 12:0:2组卷:10引用:2难度:0.5
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(2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
(3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。
①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
A.减小C2H2的浓度
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发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6 -
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(1)此时A的浓度c(A)=
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(3)x的值为发布:2024/12/30 19:0:1组卷:164引用:26难度:0.3