CH4—CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:(1)C...
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CH4—CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
(1)CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1
该催化重整反应的ΔH=______kJ·mol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是________(填标号)。
A.高温低压 B.低温高压C.高温高压 D.低温低压
某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为________mol2·L-2。
(2)反应中催化剂活*会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:
积碳反应 CH4(g)===C(s)+2H2(g) | 消碳反应 CO2(g)+C(s)===2CO(g) | ||
ΔH/kJ·mol-1 | +75 | +172 | |
活化能/ kJ·mol-1 | 催化剂X | 33 | 91 |
催化剂Y | 43 | 72 |
①由上表判断,催化剂X________Y(填“优于”或“劣于”),理由是________________________________________________________________________。
在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________(填标号)。
A.K积、K消均增加 B.v积减小、v消增加
C.K积减小、K消增加 D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k· p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为______________________。
【回答】
(1)+247(2分) A(2分) (2分)
(2)①劣于(2分) 相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大(2分) AD(2分)
②pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)(3分)
知识点:化学反应速率 化学平衡
题型:综合题
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