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:
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的ΔH= kJ·mol-1。
(2)在初始阶段, 甲烷蒸气重整的反应速率 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)也可表示平衡常数(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)从能量角度分析, 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H2和CO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物质的量分数<10%, 以下条件中最合适的是 。
A.600 ℃, 0.9 MPa B.700 ℃, 0.9 Mpa
C.800 ℃, 1.5 MPa D.1 000 ℃, 1.5 MPa
②画出600 ℃, 0.1 MPa条件下, 系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)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 。