CH4—CO2重整技術(shù)是實現(xiàn)“碳中和”的一種理想的CO2利用技術(shù),具有廣闊的市場前景、經(jīng)濟效應(yīng)和社會意義。該過程中涉及的反應(yīng)如下。
主反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)ΔH1
副反應(yīng):CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.0kJ/mol
回答下列問題:
(1)已知CH4、CO和H2的燃燒熱ΔH分別為-890.3kJ/mol、-283.0kJ/mol和-285.8kJ/mol,該催化重整主反應(yīng)的ΔH1=+247.3+247.3kJ/mol。有利于提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率的條件是BB。(填標號)
A.高溫高壓
B.高溫低壓
C.低溫高壓
D.低溫低壓
(2)在剛性密閉容器中,進料比n(CO2)n(CH4)分別等于1.0、1.5、2.0,且反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。
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①甲烷的質(zhì)量分數(shù)隨溫度變化的關(guān)系如圖甲所示,曲線c對應(yīng)的n(CO2)n(CH4)=2.02.0。
②反應(yīng)體系中,n(H2)n(CO)隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示,隨著進料比n(CO2)n(CH4)的增加,n(H2)n(CO)的值減小減小(填“增大”、“不變”或“減小”),其原因是隨著投料比n(CO2)n(CH4)的增加,n(CO2)增大,副反應(yīng)平衡正向移動,導致n(CO)增多,n(H2)減少,n(H2)n(CO)減小隨著投料比n(CO2)n(CH4)的增加,n(CO2)增大,副反應(yīng)平衡正向移動,導致n(CO)增多,n(H2)減少,n(H2)n(CO)減小。
(3)在800℃、101kPa時,按投料比n(CO2)n(CH4)=1.0加入剛性密閉容器中,達平衡時甲烷的轉(zhuǎn)化率為90%,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為95%,則副反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)Kp=1.061.06。(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
(4)我國科學家設(shè)計了一種電解裝置如圖所示,能將二氧化碳轉(zhuǎn)化成合成氣CO和H2,同時獲得甘油醛。則催化電極a為陽陽極,催化電極b產(chǎn)生CO的電極反應(yīng)式為CO2+H2O+2e-═CO+2OH-(或2CO2+2e-=CO2-3+CO)CO2+H2O+2e-═CO+2OH-(或2CO2+2e-=CO2-3+CO)。
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【答案】+247.3;B;2.0;減??;隨著投料比的增加,n(CO2)增大,副反應(yīng)平衡正向移動,導致n(CO)增多,n(H2)減少,減小;1.06;陽;CO2+H2O+2e-═CO+2OH-(或2CO2+2e-=+CO)
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:85引用:5難度:0.5
相似題
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1.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60引用:6難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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