CH4-CO2催化重整不僅可以得到CO和H2,還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義。
回答下列問(wèn)題:
(1)CH4-CO2催化重整反應(yīng)為:
CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)ΔH>0。
①有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是
A
A
(填字母)。
A.高溫低壓
B.低溫高壓
C.高溫高壓
D.低溫低壓
②在體積恒定的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)并達(dá)到平衡狀態(tài),若此時(shí)改變條件使平衡常數(shù)K值變大,該反應(yīng) AB
AB
(填字母)。
A.一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)
B.重新達(dá)到平衡后正反應(yīng)速率增大
C.一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
D.重新達(dá)到平衡后逆反應(yīng)速率減小
③某溫度下,在體積為2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50%,CO2的體積分?jǐn)?shù)為 12.5%
12.5%
,該溫度下的平衡常數(shù)為 (可保留分?jǐn)?shù))。
(2)反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低,同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少.相關(guān)數(shù)據(jù)如表:
|
積碳反應(yīng)CH4(g)═C(s)+2H2(g) |
消碳反應(yīng)CO2(g)+C(s)═2CO(g) |
ΔH/(kJ?mol-1) |
+75 |
+172 |
活化能(kJ?mol-1) |
催化劑X |
33 |
91 |
催化劑Y |
43 |
72 |
①由上表判斷,催化劑X
劣于
劣于
Y(填“優(yōu)于”或“劣于”),理由是
因?yàn)橄鄬?duì)于催化劑X,催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大,積碳反應(yīng)的速率小,而消碳反應(yīng)活化能相對(duì)小,消碳反應(yīng)速率大
因?yàn)橄鄬?duì)于催化劑X,催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大,積碳反應(yīng)的速率小,而消碳反應(yīng)活化能相對(duì)小,消碳反應(yīng)速率大
。
②在反應(yīng)進(jìn)料氣組成、壓強(qiáng)及反應(yīng)時(shí)間相同的情況下,某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示.升高溫度時(shí),下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是
AD
AD
(填標(biāo)號(hào))。
A.K
積、K
消均增加
B.v
積減小、v
消增加
C.K
積減小、K
消增加
D.v
消增加的倍數(shù)比v
積增加的倍數(shù)大