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頁巖氣中含有CH4、CO2、H2S等氣體，是蘊(yùn)藏于頁巖層可供開采的天然氣資源。頁巖氣的有效利用需要處理其中所含的CO2和H2S。
Ⅰ.CO2的處理：
（1）CO2和CH4重整可制合成氣（主要成分為CO、H2）。已知下列熱化學(xué)反應(yīng)方程式：
C（s）+2H2（g）═CH4（g）；ΔH=-74.5kJ?mol-1
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）；ΔH=-40.0kJ?mol-1
C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）；ΔH=+132.0kJ?mol-1
反應(yīng)CO2（g）+CH4（g）═2CO（g）+2H2（g）的ΔH=
+246.5
+246.5
kJ?mol-1。
（2）Ni催化CO2加H2形成CH4，其歷程如圖1所示（吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注），反應(yīng)相同時間，含碳產(chǎn)物中CH4的百分含量及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖2所示。
①260℃時生成主要產(chǎn)物所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
CO2+4H2
N
i
260
℃
CH4+2H2O
CO2+4H2
N
i
260
℃
CH4+2H2O
。
②溫度高于320℃，CO2的轉(zhuǎn)化率下降的原因是
溫度升高催化劑活性降低（或溫度升高CO2難吸附在催化劑表面），反應(yīng)速率減慢
溫度升高催化劑活性降低（或溫度升高CO2難吸附在催化劑表面），反應(yīng)速率減慢
。
菁優(yōu)網(wǎng)
Ⅱ.H2S的處理：Fe2O3可用作脫除H2S氣體的脫硫劑。Fe2O3脫硫和Fe2O3再生的可能反應(yīng)機(jī)理如圖3所示。
（3）Fe2O3脫硫劑的脫硫和再生過程可以描述為
脫硫時H2S還原了部分Fe2O3，生成S和FeS（FeS附著在Fe2O3表面）；脫硫劑再生時FeS被O2氧化，生成了Fe2O3和SO2
脫硫時H2S還原了部分Fe2O3，生成S和FeS（FeS附著在Fe2O3表面）；脫硫劑再生時FeS被O2氧化，生成了Fe2O3和SO2
。
（4）再生時需控制通入O2的濃度和溫度。400℃條件下，氧氣濃度較大時，會出現(xiàn)脫硫劑再生時質(zhì)量增大，且所得再生脫硫劑脫硫效果差，原因是
FeS氧化生成FeSO4[或Fe2（SO4）3]，失去了脫硫作用
FeS氧化生成FeSO4[或Fe2（SO4）3]，失去了脫硫作用
。
（5）脫硫劑再生時可以使用水汽代替O2。700℃條件下，用水汽代替O2再生時，生成Fe3O4、H2S和H2，F(xiàn)e3O4也可作脫硫劑。
①寫出水汽作用條件下脫硫劑再生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
3FeS+4H2O
700
℃
Fe3O4+3H2S+H2
3FeS+4H2O
700
℃
Fe3O4+3H2S+H2
。
②用O2再生時會生成污染性氣體SO2，用水汽再生時會排放出有毒的H2S，采用O2和水汽混合再生的方法，可以將產(chǎn)生的SO2和H2S轉(zhuǎn)化為S單質(zhì)。則為不排放出SO2和H2S，理論上O2和水汽的體積比應(yīng)為
21：32
21：32
。

【答案】+246.5；CO2+4H2
N
i
260
℃
CH4+2H2O；溫度升高催化劑活性降低（或溫度升高CO2難吸附在催化劑表面），反應(yīng)速率減慢；脫硫時H2S還原了部分Fe2O3，生成S和FeS（FeS附著在Fe2O3表面）；脫硫劑再生時FeS被O2氧化，生成了Fe2O3和SO2；FeS氧化生成FeSO4[或Fe2（SO4）3]，失去了脫硫作用；3FeS+4H2O
700
℃
Fe3O4+3H2S+H2；21：32
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：123引用：6難度：0.6
相似題

  • 1．NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一．
    （1）NOx能形成酸雨，寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：
     
    ．
    （2）汽車發(fā)動機(jī)工作時會引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如下：
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
     
    ．
    ②隨溫度升高，該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的變化趨勢是
     
    ．
    （3）已知：
    ①甲醇脫水反應(yīng)　2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1=-23.9kJ?mol-1
    ②甲醇制烯烴反應(yīng)　2CH3OH（g）═C2H4（g）+2H2O（g）△H2=-29.1kJ?mol-1
    ③乙醇異構(gòu)化反應(yīng)　C2H5OH（g）═CH3OCH3（g）△H3=+50.7kJ?mol-1
    則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4（g）+H2O（g）═C2H5OH（g）的△H=
     
    kJ?mol-1．

    發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：5引用：1難度：0.3

  • 菁優(yōu)網(wǎng)2．以下是對化學(xué)反應(yīng)變化過程及結(jié)果的研究．按要求回答問題：
    （1）已知：
    甲醇脫水反應(yīng)2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1=-23.9kJ?mol-1
    甲醇制烯烴反應(yīng)2CH3OH（g）=C2H4 （g）+H2O（g）?△H2=-29.1kJ?mol-1
    乙醇異構(gòu)化反應(yīng)2CH3OH（g）=CH3OCH3（g））?△H3=+50.7kJ?mol-1
    則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4 （g）+H2O（g）=C2H5OH（g）的△H=
     
    ．
    （2）在25℃下，將pH=a的氫氧化鈉溶液與pH=b的醋酸溶液等體積混合，若兩溶液恰好完全反應(yīng)，則a+b
     
    14（填“＞”、“＜”或“=”）；該溫度下醋酸的電離常數(shù)K=
     
    （用含a、b的式子表示）．
    （3）用一個離子方程式表示反應(yīng)：100ml 3mol?L-1NaOH溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCO2
     
    ；所得溶液中離子濃度大小排列順序?yàn)椋?!--BA-->
     
    ；
    （4）廢氨水可以轉(zhuǎn)化成氨，氨再設(shè)計(jì)成堿性燃料電池．如圖是該燃料電池示意圖，產(chǎn)生的X氣體可直接排放到大氣中．a(chǎn)電極電極反應(yīng)式為
     
    ；T℃下，某研究員測定NH3?H2O的電離常數(shù)為1.8×10-5，NH4+的水解平衡常數(shù)為1.5×10-8（水解平衡也是一種化學(xué)平衡，其平衡常數(shù)即水解常數(shù)），則該溫度下水的離子積常數(shù)為
     
    ，請判斷T
     
    25℃（填“＞”“＜”“=”）．

    發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：4引用：1難度：0.7

  • 菁優(yōu)網(wǎng)3．用化學(xué)用語填空
    （1）寫出灼熱的碳與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式
     
    。
    （2）已知斷裂1mol H-H鍵、1mol N≡N鍵分別需要吸收436kJ、946kJ的能量，生成1mol N-H鍵放出391kJ的能量，試寫出N2（g）與H2（g）反應(yīng)生成NH3（g）的熱化學(xué)方程式
     
    。
    （3）在2L的恒溫恒容密閉容器內(nèi)，某一反應(yīng)中A、B氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如右圖所示，從反應(yīng)開始至4min時，B的平均反應(yīng)速率為
     
    ，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     
    。

    發(fā)布：2024/11/5 8:0:2組卷：67引用：1難度：0.7
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