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)
△H=-75kJ⋅mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)
△H=-394kJ⋅mol-1
C(s)+12O2(g)=CO(g)
△H=-111kJ⋅mol-1
该催化重整反应的
△H= ________
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2L的容器中加入
2molCH4⋅1molCO2 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) |
ΔHJ(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右图所示,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右图所示,则
Pa(CO2) 、
Pb(CO2) 、
Pc(CO2) 从大到小的顺序为________