CH4和CO2重整制取合成气CO和H2,在减少温室气体排放的同时,可充分利用碳资源。该重整工艺主要涉及以下反应:
反应a:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)ΔH1>0
反应b:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2>0
反应c:CH4(g)⇌C(s)+2H2(g)ΔH3>0
反应d:2CO(g)⇌C(s)+CO2(g)ΔH4<0
(1)重整时往反应体系中通入一定量的水蒸气,可在消除积碳的同时生成水煤气,反应为C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g),该反应的ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3ΔH1-ΔH2-ΔH3(写出一个代数式)。
(2)关于CH4和CO2重整,下列说法正确的是 ADAD(填编号)。
A.CH4的物质的量保持不变时,反应体系达到平衡状态
B.恒容时通入N2增大压强,CO2的平衡转化率减小
C.加入反应c的催化剂,该反应的平衡常数K增大
D.降低反应温度,反应d的v正>v逆
(3)一定压强下,按照n(CH4):n(CO2)=2:1投料,CH4和CO2重整反应达到平衡时各组分的物质的量分数随温度的变化如图所示。
①图中曲线m、n分别表示物质 CO2CO2、H2H2的变化(选填“H2”“CO”或“CO2”)。
②700℃后,C(s)的物质的量分数随温度升高而增大的原因是 反应c为吸热反应,反应d为放热反应,700℃后,随着温度升高,反应c右移对C(s)的物质的量分数的影响比反应d左移的大反应c为吸热反应,反应d为放热反应,700℃后,随着温度升高,反应c右移对C(s)的物质的量分数的影响比反应d左移的大。
③某温度下体系中不存在积碳,CH4和H2O的物质的量分数分别是0.50、0.04,该温度下甲烷的平衡转化率为 12.5%12.5%,反应b的平衡常数K=0.64×0.140.61×0.360.64×0.140.61×0.36(列出计算式)。
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【答案】ΔH1-ΔH2-ΔH3;AD;CO2;H2;反应c为吸热反应,反应d为放热反应,700℃后,随着温度升高,反应c右移对C(s)的物质的量分数的影响比反应d左移的大;12.5%;
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【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:77引用:1难度:0.5
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