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CH4超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的化工原料。
（1）CH4超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化如圖：
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①關(guān)于上述過程Ⅱ的說法不正確的是
cd
cd
（填標(biāo)號）。
a.實現(xiàn)了含碳物質(zhì)與含氫物質(zhì)的分離
b.可表示為CO2+H2═H2O（g）+CO
c.CO未參與反應(yīng)
d.Fe3O4、CaO為催化劑，降低了反應(yīng)的△H
②其他條件不變，在不同催化劑（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，反應(yīng)CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）進行相同時間后，CH4的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖所示。a點所代表的狀態(tài)
不是
不是
（填“是”或“不是”）平衡狀態(tài)；b點CH4的轉(zhuǎn)化率高于c點，原因是
b和c都未達平衡，b點溫度高，反應(yīng)速率快，相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率高
b和c都未達平衡，b點溫度高，反應(yīng)速率快，相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率高
。
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（2）恒溫恒容剛性密閉容器中，CH4和CO2的分壓分別為20kPa、25kPa,加入Ni/a-Al2O3催化劑使其發(fā)生反應(yīng)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，某時刻測得p（CO）=20kPa,則p（CO2）=
15
15
kPa,v（CO）=
1.95
1.95
mol?g-1?s-1。
②達到平衡后測得體系壓強是起始時的1.8倍，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)的計算式為Kp=
3
6
2
×
3
6
2
2
×
7
3
6
2
×
3
6
2
2
×
7
（kPa）2。（用各物質(zhì)的分壓代替物質(zhì)的量濃度計算）
（3）催化重整時會伴隨積碳和消碳反應(yīng)，積碳反應(yīng)會使催化劑活性降低，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：
反應(yīng) Ⅰ Ⅱ
CH4（g）
積碳
消碳
C（s）+2H2（g）		 2CO（g）
積碳
消碳
C（s）+CO2（g） 
△H（kJ/mol） +75 -173
研究發(fā)現(xiàn)，如果反應(yīng)I不發(fā)生積碳過程，則反應(yīng)Ⅱ也不會發(fā)生積碳過程。因此若保持催化劑的活性。應(yīng)采取的條件是
降低溫度或增大壓強
降低溫度或增大壓強
。
【答案】cd；不是；b和c都未達平衡，b點溫度高，反應(yīng)速率快，相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率高；15；1.95；
3
6
2
×
3
6
2
2
×
7
；降低溫度或增大壓強
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：18引用：1難度：0.5
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1．甲烷是重要的氣體燃料和化工原料，由CH4制取合成氣（CO、H2）的反應(yīng)原理為CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）ΔH＞0?；卮鹣铝袉栴}：
    （1）①當(dāng)體系溫度等于TK時ΔH-TΔS=0，溫度大于T時ΔH-TΔS
     
    （填“＞”“＜”或“=”）0。
    ②在一定溫度下，恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列狀態(tài)表示反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的有
     
    （填標(biāo)號）。
    A．v正（CH4）=v逆（H2O）
    B．氣體壓強不再變化
    C．單位時間每消耗1molCH4，同時產(chǎn)生3molH2
    D．CH4與H2的物質(zhì)的量之比為1：3
    （2）在體積為1L的恒容密閉容器中通入1molCH4和1molH2O（g），在不同條件下發(fā)生反應(yīng)CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g），測得平衡時H2O（g）的體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。
    ①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式Kc=
     
    。
    ②若q點對應(yīng)的縱坐標(biāo)為30，此時甲烷的轉(zhuǎn)化率為
     
    ，該條件下平衡常數(shù)Kc=
     
    （保留兩位有效數(shù)字）。
    發(fā)布：2024/10/24 2:0:1組卷：3引用：1難度：0.5
  • 2．CH3OH是一種綠色燃料，工業(yè)上制備CH3OH發(fā)生如下反應(yīng)：
    反應(yīng)1：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-49.5kJ/mol
    反應(yīng)2：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41.2kJ/mol
    （1）n起始（CO2）：n起始（H2）=1：3的混合氣體發(fā)生反應(yīng)1和反應(yīng)2，恒壓分別為1MPa、3MPa、5MPa下反應(yīng)達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率（α）（曲線a、b、c）以及3MPa時生成CH3OH、CO選擇性（S）的變化如圖1所示（選擇性為目標(biāo)產(chǎn)物在總產(chǎn)物中的比率）。
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    ①隨著溫度升高，a、b、c三條曲線接近重合的原因是
     
    。
    ②250℃時，反應(yīng)2的平衡常數(shù)K=
     
    。
    （2）恒壓下，n起始（CO2）：n起始（H2）=1：3的混合氣體以一定流速通入分子篩膜反應(yīng)器（如圖2所示），反應(yīng)相同時間，測得甲醇選擇性隨溫度的變化如圖3所示。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①隨溫度升高，平衡時CH3OH選擇性降低的原因是
     
    。
    ②溫度相同時，CH3OH選擇性的實驗值高于平衡值，其原因可能是
     
    。
    ③分子篩膜反應(yīng)器可提高CO2轉(zhuǎn)化率的原因是
     
    。
    （3）某甲醇燃料電池的工作原理如圖4所示。負極的電極反應(yīng)式為
     
    。
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    發(fā)布：2024/10/24 7:0:1組卷：13引用：1難度：0.4
  • 3．甲醇（CH3OH）可以由碳的氧化物和氫氣合成，主要反應(yīng)包括：
    a.CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）ΔH1=-90.1kJ?mol-1
    b.CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2=-49.0kJ?mol-1
    c.CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）ΔH3
    （1）ΔH3=
     
    kJ?mol-1
    （2）反應(yīng)a的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用（*）標(biāo)注。
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    寫出相對能量為-1.3eV時，對應(yīng)物質(zhì)M的化學(xué)式
     
    ；該反應(yīng)歷程中決速步驟的能壘為
     
    eV。
    （3）在恒溫（T/℃）容積可變的密閉容器中按體積比1：3充入CO2和H2，若只發(fā)生反應(yīng)b,反應(yīng)達到平衡時，H2體積分數(shù)x隨壓強p的變化如圖曲線a所示，則曲線
     
    （填標(biāo)號）表示了CH3OH的體積分數(shù)x隨壓強p的變化；點A、B均表示H2體積分數(shù)，則A點處v（正）
     
    B點處v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）。
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    （4）在恒溫恒容（2L）的密閉容器中充入CO、CO2各1mol和一定量的氫氣發(fā)生上述a、b、c三個反應(yīng)，10min達到平衡狀態(tài)，生成（0.3molCH3OH和0.15molH2O。
    ①若升高溫度，CO的平衡轉(zhuǎn)化率
     
    （填“增大”、“減小”、“不變”或“不能確定”）。
    ②0～10min內(nèi)，平均每分鐘生成甲醇（CH3OH）
     
    mol/L；若c反應(yīng)的平衡常數(shù)為K，則平衡時c（H2）=
     
    （用含K的式子表達）。
    發(fā)布：2024/10/24 5:0:2組卷：5引用：2難度：0.5
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