二氧化碳加氫制甲醇和甲烷重整對碳資源利用具有重要的戰(zhàn)略意義?；卮鹣铝袉栴}：
Ⅰ.CO₂加氫選擇合成甲醇的主要反應如下：
①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₁（298K）
②CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₂（298K）
③CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）ΔH₃（298K）
?
（1）在一定溫度下，由最穩(wěn)定單質生成1mol某物質的焓變叫做該物質的標準摩爾生成焓，如表為298K時幾種物質的標準摩爾生成焓（Δ_fH_m^θ）。

物質	H2（g）	O2（g）	CO（g）	CO2（g）	H2O（g）	CH3OH（g）
ΔfHmθ（kJ?mol-1）	0	0	-110.5	-393.5	-241.8	-201.2

有利于反應①自發(fā)進行的條件是

低溫

低溫

（填“高溫”或“低溫”），ΔH₂（298K）=

+41.2

+41.2

kJ?mol^-1，有利于提高甲醇平衡產率的措施有

降低溫度、增大壓強或及時分離出產物水

降低溫度、增大壓強或及時分離出產物水

（至少回答2條）。
（2）反應②的反應速率v=v_正-v_逆=k_正c（CO₂）c（H₂）-k_逆c^m （CO）cⁿ （H₂O），其中k_正、k_逆分別為正、逆反應速率常數。該反應的平衡常數K=

k

正

k

逆

，則m=

1

1

，升高溫度時lgk_正-lgk_逆

增大

增大

（填“增大”、“減小”或“不變”）。
Ⅱ.甲烷重整工藝主要包括甲烷水蒸氣重整制氫、甲烷部分氧化重整制氫、甲烷二氧化碳重整制氫、甲烷三重整制氫等。
（3）甲烷三重整制氫的逆反應3H₂（g）+CO（g）?CH₄（g）+H₂O（g）。若將H₂與CO按物質的量之比3：1加入反應裝置，在不同條件下達到平衡時甲烷的物質的量分數為x（CH₄），在t=250℃條件下x（CH₄）與p的關系、在p=5×10⁵Pa條件下x（CH₄）與t的關系如圖a所示。當CO的平衡轉化率為

6

53

時，反應條件可能是

220℃、3×10⁵Pa或280℃、9×10⁵Pa

220℃、3×10⁵Pa或280℃、9×10⁵Pa

；圖a中能表示相同狀態(tài)下、相同平衡狀態(tài)的點是

BC

BC

。210℃時，甲烷三重整制氫反應的在該溫度下，反應的標準平衡常數K^θ=

108

108

[已知：分壓=總壓×該組分物質的量分數，對于反應dD（g）+eE（g）?gG（g）+hH（g），K^θ=

（

P

G

P

θ

）

g

?

（

P

H

P

θ

）

h

（

P

D

P

θ

）

d

?

（

P

E

P

θ

）

e

，其中p^θ=100kPa,P_G、P_H、P_D、P_E為各組分的平衡分壓]。甲烷三重整制氫工業(yè)一般將反應溫度設置為750～920℃，將反應壓力設置為2～3MPa,并向轉化爐內通入空氣或氧氣，通入空氣或氧氣的目的是

與部分原料氣發(fā)生氧化反應，為甲烷進一步反應提供能量

與部分原料氣發(fā)生氧化反應，為甲烷進一步反應提供能量

。
（4）同時進行甲烷與二氧化碳的重整反應制備合成氣是當前的研究熱點，反應為④CH₄+CO₂═2CO+2H₂，該反應的Arrhenius經驗公式實驗數據如圖b所示，已知Arrhenius經驗公式Rlnk=-

E

a

T

+C（E_a為活化能，k為速率常數，R和C為常數）。反應④的逆反應活化能為

y

1

-

y

2

x

2

-

x

1

y

1

-

y

2

x

2

-

x

1

kJ?mol^-1。（用含“x₁、y₁、x₂、y₂”的式子表示）