解答题-原理综合题 较难0.4 引用3 组卷704
甲烷化技术是煤制天然气最核心、最关键的技术。
甲烷化主要反应:Ⅰ、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/43637d411f37efadd603c368406642c6.svg)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11717142cd9d7241b1a3357d16ef54a6.svg)
主要积炭反应:Ⅱ、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53ce451b19a213f1f34a7c146d30c8a3.svg)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4b08277eb4c749c0bdaba6b023197387.svg)
Ⅲ、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/83641c8f9ff9281c9dde086c024802c7.svg)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f1039107511e90afadcbb5873356e1b.svg)
回答下列问题:
(1)计算副反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.svg)
___________
;若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为a、b、c,则副反应
的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.svg)
___________ (用含a、b、c的代数式表示)。
(2)将
的混合气体充入某密闭容器中,在T
和x
下反应Ⅰ达到平衡时(假设其他反应不发生),
的分压与
的分压相等,此时
的平衡转化率为___________ ,压强平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.svg)
___________
(
是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(3)控制起始时
,测得平衡时
在不同压强下的平衡转化率和积炭率分别如图1、图2所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/28/1f50b3d8-bb17-4b78-9141-b50240f0145c.jpg?resizew=649)
①图1中压强由大到小的顺序为___________ 。
②图2中,在相同的较高温度下,压强越小,积炭率越高的主要原因是___________ 。
③图2中,在较高温度下,同一压强时,积炭率先增大后减小,其中减小的可能原因是___________ 。
甲烷化主要反应:Ⅰ、
主要积炭反应:Ⅱ、
Ⅲ、
回答下列问题:
(1)计算副反应
(2)将
(3)控制起始时
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/28/1f50b3d8-bb17-4b78-9141-b50240f0145c.jpg?resizew=649)
①图1中压强由大到小的顺序为
②图2中,在相同的较高温度下,压强越小,积炭率越高的主要原因是
③图2中,在较高温度下,同一压强时,积炭率先增大后减小,其中减小的可能原因是
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CH4—CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义,其反应为:CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)。回答下列问题:
(1)已知相关物质的燃烧热(25℃、101kPa):
则CH4—CO2催化重整反应的ΔH=___ kJ·mol-1。
(2)将原料按初始组成n(CH4):n(CO2)=1:1充入密闭容器中,保持体系压强为100kPa发生反应,达到平衡时CO2体积分数与温度的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/2/5b975150-d704-4336-ae4f-b495737e5b29.png?resizew=318)
①T1℃、100kPa下,n(平衡时气体):n(初始气体)=___ ;该温度下,此反应的平衡常数Kp=___ (kPa)2(以分压表示,列出计算式)。
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时CO2的体积分数,___ 点对应的平衡常数最小,理由是___ ;___ 点对应压强最大,理由是___ 。
(3)900℃下,将CH4和CO2的混合气体(投料比1:1)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器,测得CH4的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注:目数越大,表示炭催化剂颗粒越小)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/2/faa68e3b-1424-400b-b0ad-761c7c10b2ba.png?resizew=316)
由图可知,75min后CH4转化率与炭催化剂目数的关系为___ ,原因是___ 。
(1)已知相关物质的燃烧热(25℃、101kPa):
物质 | CH4(g) | CO(g) | H2(g) |
燃烧热(ΔH/kJ·mol-1) | -890.3 | -283.0 | -285.8 |
(2)将原料按初始组成n(CH4):n(CO2)=1:1充入密闭容器中,保持体系压强为100kPa发生反应,达到平衡时CO2体积分数与温度的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/2/5b975150-d704-4336-ae4f-b495737e5b29.png?resizew=318)
①T1℃、100kPa下,n(平衡时气体):n(初始气体)=
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时CO2的体积分数,
(3)900℃下,将CH4和CO2的混合气体(投料比1:1)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器,测得CH4的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注:目数越大,表示炭催化剂颗粒越小)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/2/faa68e3b-1424-400b-b0ad-761c7c10b2ba.png?resizew=316)
由图可知,75min后CH4转化率与炭催化剂目数的关系为
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