甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
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化学方程式 |
焓变△H/kJ·mol-1 |
甲烷氧化 |
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) |
△H1=-802.6 |
CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) |
△H2=-322.0 |
蒸气重整 |
CH4(g)+H2O (g)=CO(g)+3H2(g) |
△H3=+206.2 |
CH4(g)+2H2O (g)=CO2(g)+4H2(g) |
△H4=+165.0 |
(1)已知反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=_______________ kJ·mol-1。
(2)反应CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)化学平衡常数表达式为K= ;反应的平衡常数随温度的变化如表一:
温度/℃ |
400 |
500 |
830 |
1000 |
平衡常数K |
10 |
9 |
1 |
0.6 |
从上表可以推断:此反应是_______________ (填“吸”、“放”)热反应。
(3)在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1 mo1,则达到平衡后CO的转化率为_____。
(4)CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH。向容积均为1L的a, b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2的混合气体,控温,进行实验,测得相关数据如下图。
对图进行分析,从a到c段曲线变化特点看,温度升高甲醇体积分数增高的原因可能是:______________;将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态,可采取的措施有_______。