题型:填空题 题类:常考题 难易度:普通
甲烷化技术是煤制天然气最核心、最关键的技术.CO加氢合成甲烷属于多相催化平衡反应,催化剂一般为镶催化剂(工作温度400K﹣800K),主反应式:
CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)△H=﹣206kJ/mol (1)
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=﹣165kJ/mol (2)
(1)煤经过气化、变换、净化得到的合成气中一般含有H2、CO、CO2、H2O和惰性气体.
①请写出H2O(g)与CO反应的热化学反应方程式 .(该反应编号为“(3)”).
②若主反应(1)(2)的平衡常数450K时分别为K1、K2 , 则与“H2O与CO反应的平衡常数K3(同温度)”的数量关系为 .
(2)在体积不变的容器中,进行甲烷化反应,若温度升高,CO和H2的转化率都 (填“降低”、“升高”或“不变”),但数据显示CO转化率变化更为显著,主要原因是 .
(3)当温度在800K以上时,平衡体系中还会有下列2个副反应:
2CO(g)=C(g)+CO2(g)△H=﹣171kJ/mol (快反应) (4)
C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H=﹣73kJ/mol(慢反应) (5)
甲烷化反应容器就会出现 现象,热量传递不好而使催化剂烧结,失去催化作用.
(4)甲烷化反应容器主副反应(1)至(5),其平衡常数K的对数lnK与温度关系如图:写出图中曲线A、B所对应的反应方程式编号 .
化学反应及平衡常数 | 温度/℃ | ||
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)△H1 | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2 | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H3 | K3 |
t /min | 2 | 4 | 7 | 9 |
n(Y)/mol | 0.12 | 0.11 | 0.10 | 0.10 |
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