CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。回答下列问题:
(1)CH4超干重整CO2的催化转化如图1所示:

①已知相关反应的能量变化如图2所示:

过程Ⅰ的热化学方程式为 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/molCH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol。
②关于上述过程Ⅱ的说法不正确的是 cdcd(填序号)。
a.实现了含碳物质与含氢物质的分离
b.可表示为CO2+H2═H2O(g)+CO
c.CO未参与反应
d.Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的ΔH
③其他条件不变,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)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都未达平衡,b点温度高,反应速率快,相同时间内转化率高b和c都未达平衡,b点温度高,反应速率快,相同时间内转化率高。
(2)在一刚性密闭容器中,CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa,加入Ni/α-Al2O3催化剂并加热至1123K使其发生反应CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)。
①研究表明CO的生成速率v(CO)=1.3×10-2•p(CH4)•p(CO2)mol•g-1•s-1,某时刻测得p(CO)=20kPa,则p(CO2)=1515kPa,v(CO)=1.951.95mol•g-1•s-1。
②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍,则该反应的平衡常数的计算式为Kp=362×3622×7362×3622×7(kPa)2(用各物质的分压代替物质的量浓度计算)。
(3)CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得草酸(H2C2O4)。常温下,向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中c(H2C2O4)=c(C2O42-),则此时溶液的pH=2.72.7(已知常温下H2C2O4的Ka1=6×10-2,Ka2=6×10-5,lg6=0.8)。
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【答案】CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol;cd;不是;b和c都未达平衡,b点温度高,反应速率快,相同时间内转化率高;15;1.95;;2.7
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【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:15引用:1难度:0.3
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