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

CH4—CO2催化重整不仅可以得到合成气(COH2),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·mol1

C(s)O2(g)===CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol1

C(s)O2(g)===CO(g) ΔH=-111 kJ·mol1

该催化重整反应的ΔH______kJ·mol1。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 CH41 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·L2

(2)反应中催化剂活性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·mol1

+75

+172

活化能/

kJ·mol1

催化剂X

33

91

催化剂Y

43

72

由上表判断,催化剂X________Y(优于劣于”),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.KK均增加          B.v减小、v增加

C.K减小、K增加         D.v增加的倍数比v增加的倍数大

在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为vk· 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______________________

答案

(1)+2472分) A2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) AD2分)

 pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)3分)

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