19.CH
4超干重整CO
2技術可得到富含CO的化工原料。
(1)CH
4超干重整CO
2的催化轉(zhuǎn)化如圖:
①關于上述過程Ⅱ的說法不正確的是
(填標號)。
a.實現(xiàn)了含碳物質(zhì)與含氫物質(zhì)的分離
b.可表示為CO
2+H
2═H
2O(g)+CO
c.CO未參與反應
d.Fe
3O
4、CaO為催化劑,降低了反應的△H
②其他條件不變,在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反應CH
4(g)+CO
2(g)?2CO(g)+2H
2(g)進行相同時間后,CH
4的轉(zhuǎn)化率隨反應溫度的變化如圖所示。a點所代表的狀態(tài)
(填“是”或“不是”)平衡狀態(tài);b點CH
4的轉(zhuǎn)化率高于c點,原因是
。
(2)恒溫恒容剛性密閉容器中,CH
4和CO
2的分壓分別為20kPa、25kPa,加入Ni/a-Al
2O
3催化劑使其發(fā)生反應CH
4(g)+CO
2(g)?2CO(g)+2H
2(g)。
①研究表明CO的生成速率v(CO)=1.3×10
-2?p(CH
4)?p(CO
2) mol?g
-1?s
-1,某時刻測得p(CO)=20kPa,則p(CO
2)=
kPa,v(CO)=
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,則該反應的平衡常數(shù)的計算式為K
p=
(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,積碳反應會使催化劑活性降低,相關數(shù)據(jù)如下表:
反應 |
Ⅰ |
Ⅱ |
CH4(g)C(s)+2H2(g) |
2CO(g)C(s)+CO2(g) |
△H(kJ/mol) |
+75 |
-173 |
研究發(fā)現(xiàn),如果反應I不發(fā)生積碳過程,則反應Ⅱ也不會發(fā)生積碳過程。因此若保持催化劑的活性。應采取的條件是
。