將CH4和CO2兩種引發(fā)溫室效應(yīng)的氣體轉(zhuǎn)化為合成氣(H2和CO),可以實(shí)現(xiàn)能量綜合利用,對(duì)環(huán)境保護(hù)具有十分重要的意義.
(1)利用CH4、CO2在一定條件下重整的技術(shù)可得到富含CO的氣體,重整過(guò)程中的催化轉(zhuǎn)化原理如圖所示.
已知:i.CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)ΔH1=+206kJ?mol-1
ii.CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g)ΔH2=+165kJmol-1
①過(guò)程I反應(yīng)的化學(xué)方程式為 .
②該技術(shù)總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
CH4(g)+3CO2(g)=4CO(g)+2H2O(g)ΔH1=+329kJ/mol
CH4(g)+3CO2(g)=4CO(g)+2H2O(g)ΔH1=+329kJ/mol
.
③反應(yīng)i甲烷含量隨溫度變化如圖1,圖中a、b、c、d四條曲線中的兩條代表壓強(qiáng)分別為1MPa、2MPa時(shí)甲烷含量曲線,其中表示2MPa的是 b
b
.
(2)甲烷的水蒸氣重整涉及以下反應(yīng)
I.CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)ΔH1=+206kJ?mol-1
II.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH2=41kJ?mol-1
在一密閉體積可變?nèi)萜髦校ㄈ?molCH4和3molH2O(g)發(fā)生甲烷的水蒸氣重整反應(yīng).
①反應(yīng)I的平衡常數(shù)的表達(dá)式為 .反應(yīng)II平衡常數(shù)K(5000℃) >
>
K(700℃)(填“>”“<”或“=”).
②壓強(qiáng)為P0kPa時(shí),分別在加CaO和不加CaO時(shí),平衡體系H2的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖2所示.溫度低于700℃時(shí),加入CaO可明顯提高混合氣中H2的量,原因是 加入CaO的體系與二氧化碳反應(yīng),使反應(yīng)I、Ⅱ的化學(xué)平衡正向移動(dòng),氫氣含量增大
加入CaO的體系與二氧化碳反應(yīng),使反應(yīng)I、Ⅱ的化學(xué)平衡正向移動(dòng),氫氣含量增大
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