工业上常用CH4-CO2重整反应合成水煤气,如何减少重整反应过程中的积炭,是研究的热点之一。合成过程中涉及的反应有:
CH4-CO2重整反应:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+247kJ⋅mol-1
CO歧化积炭:2CO(g)⇌CO2(g)+C(s)ΔH1
CH4裂解积炭:CH4(g)⇌C(s)+2H2(g)ΔH2

回答下列问题:
(1)CO歧化积炭反应在低温下能自发进行,则ΔH1<<0(填“>”或“<”)。
(2)一定条件下,CH4裂解的反应历程如图所示。该历程分 44步进行,其中决定CH4裂解反应快慢的基元反应是 CH+3H→C+4H或CH→C+HCH+3H→C+4H或CH→C+H(写出化学方程式)。
(3)实验测得两个积炭反应的平衡积炭量与温度、压强的关系如图所示。

其中表示温度和压强对CH4裂解积炭反应中平衡积炭量影响的是图 甲甲(填“甲”或“乙”)。
(4)在温度T下、某研究小组分别在容积相等的两个恒容密闭容器中加入一定量的反应物,控制反应条件使其仅发生CH4-CO2重整反应,获得如下数据:
容器编号 | 起始时各物质的量/mol | CH4平衡转化率 | 达到平衡时体系的压强/MPa | 达到平衡时体系能量的变化 | |||
CH4 | CO2 | CO | H2 | ||||
ⅰ | 1 | 2 | 0 | 0 | P | 吸收热量:123.5kJ | |
ⅱ | 2 | 4 | 0 | 0 | α |
1mol
1mol
,容器ⅱ中反应达到平衡状态过程中吸收的热量 <
<
247kJ(“>”、“<”或“=”)。②计算温度T时该反应的平衡常数Kp=
P
2
12
P
2
12
③欲提高CH4的平衡转化率,可采取的措施有
升高温度、增加CO2的浓度、减小压强等
升高温度、增加CO2的浓度、减小压强等
(写两点)。【答案】<;4;CH+3H→C+4H或CH→C+H;甲;1mol;<;;升高温度、增加CO2的浓度、减小压强等
P
2
12
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:14引用:1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
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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
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