Question

甲烷自熱重整是先進(jìn)的制氫方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反應(yīng)系統(tǒng)同時(shí)通入甲烷、氧氣和水蒸氣，發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有：

反應(yīng)過(guò)程	化學(xué)方程式	焓變△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

回答下列問(wèn)題：

（1）反應(yīng)CO(g)＋H₂O(g)_＝CO₂(g)＋H₂(g)的△H=　　　　 kJ/mol。

（2）在初始階段,甲烷蒸汽重整的反應(yīng)速率　　 甲烷氧化的反應(yīng)速率（填大于、小于或等于）。

（3）對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(P_B)代替物質(zhì)的量濃度(c_B)也可表示平衡常數(shù)（記作K_P），則反應(yīng)CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g)的K_P＝　　　　　　　　 　　　　；

隨著溫度的升高，該平衡常數(shù)　　　　　 （填“增大”、“減小”或“不變”）。

（4）從能量角度分析，甲烷自熱重整方法的先進(jìn)之處在于　　　　　　　　　　　　　 。

（5）在某一給定進(jìn)料比的情況下，溫度、壓強(qiáng)對(duì)H₂和CO物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的影響如下圖：

①若要達(dá)到H₂物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)>65%、CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)<10%，以下條件中最合適的是　 。

A．600℃，0.9Mpa　　 B．700℃，0.9MPa　　 C．800℃，1.5Mpa　　 D．1000℃，1.5MPa

②畫出600℃，0.1Mpa條件下，系統(tǒng)中H₂物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨反應(yīng)時(shí)間（從常溫進(jìn)料開(kāi)始計(jì)時(shí)）

的變化趨勢(shì)示意圖：

（6）如果進(jìn)料中氧氣量過(guò)大，最終導(dǎo)致H₂物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)降低，原因是　　　　　　　 。

Answer 1

（1）－41.2。

（2）小于。

（3）；                  增大。ks5u

（4）系統(tǒng)內(nèi)強(qiáng)放熱的甲烷氧化反應(yīng)為強(qiáng)吸熱的蒸汽重整反應(yīng)提供了所需的能量。

（5）①B；                 ②

（6）甲烷氧化程度過(guò)高，氫氣和氧氣反應(yīng)（其它合理答案均可）