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  • 更新 2022-09-03
  • 科目 化学
  • 题型 简答题
  • 难度 中等
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甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。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:

反应过程
化学方程式
焓变H(kJ/mol) 活化能Ea (kJ/mol)
甲烷氧化
CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) -802.6
125.6
CH4(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g) -322.0
172.5
蒸汽重整
CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g) 206.2
240.1
CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g) 165.0
243.9

回答下列问题:
(1)反应CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H=kJ/mol。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的KP
随着温度的升高,该平衡常数(填"增大"、"减小"或"不变")。
(4)从能量阶段分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2CO物质的量分数的影响如下图:

①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是
A.600℃,0.9Mpa    B.7000.9MPa    C.8001.5Mpa    D.10001.5MPa

②画出6000.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始即时)
的变化趋势示意图:

(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是             。

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甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应