甲烷水蒸氣催化重整是制備高純氫的方法之一。反應(yīng)如下:
反應(yīng)?。瓹H
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g)ΔH
1=+206kJ?mol
-1;
反應(yīng)ⅱ.CH
4(g)+2H
2O(g)?CO
2(g)+4H
2(g)ΔH
2=+165 kJ?mol
-1;
回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)ⅲ.CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g)的ΔH
3=
+41
+41
kJ?mol
-1;若在一定溫度下的容積固定的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng),則可以提高CO
2平衡轉(zhuǎn)化率的措施有
增大H2濃度,將CO或H2O從體系中移出
增大H2濃度,將CO或H2O從體系中移出
(寫出一條即可)
(2)對(duì)于反應(yīng)ⅰ,向體積為2L的恒容密閉容器中,按n(H
2O):n(CH
4)=1:1投料。
①若在恒溫條件下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CH
4的轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為
3:2
3:2
(最簡(jiǎn)單整數(shù)比)。
②其他條件相同時(shí),在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反應(yīng)相同時(shí)間,CH
4的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖所示。a點(diǎn)
不是
不是
(填“是”或“不是”)化學(xué)平衡狀態(tài),CH
4的轉(zhuǎn)化率:c點(diǎn)>b點(diǎn),原因是
兩點(diǎn)均未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),從b點(diǎn)到c點(diǎn),隨溫度升高,反應(yīng)速率加快,相同時(shí)間CH4轉(zhuǎn)化率增大
兩點(diǎn)均未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),從b點(diǎn)到c點(diǎn),隨溫度升高,反應(yīng)速率加快,相同時(shí)間CH4轉(zhuǎn)化率增大
。
(3)甲烷水蒸氣催化重整制備高純氫只發(fā)生反應(yīng)ⅰ、反應(yīng)ⅱ。在恒溫、恒壓條件下,1molCH
4(g)和1molH
2O(g)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CH
4(g)的轉(zhuǎn)化率為a,CO
2(g)的物質(zhì)的量為bmol,則反應(yīng)ⅰ的平衡常數(shù)K
x=
[寫出含有a、b的計(jì)算式;對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)?pC(g)+qD(g),K
x=
,x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)]。若改變下列條件反應(yīng)ⅰ的平衡常數(shù)K
x會(huì)變大的是
AD
AD
(填字母):
A、升高溫度
B、降低溫度
C、增大壓強(qiáng)(通過(guò)縮小反應(yīng)體積)
D、減小壓強(qiáng)(通過(guò)擴(kuò)大反應(yīng)體積)
E、使用催化劑