CH4超干重整CO2技術可得到富含CO的化工原料。回答下列問題:
(1)CH4超干重整CO2的催化轉化如圖1所示:
①已知相關反應的能量變化如圖2所示:
過程Ⅰ的熱化學方程式為
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol
。
②關于上述過程Ⅱ的說法不正確的是 cd
cd
(填序號)。
a.實現(xiàn)了含碳物質與含氫物質的分離
b.可表示為CO2+H2═H2O(g)+CO
c.CO未參與反應
d.Fe3O4、CaO為催化劑,降低了反應的ΔH
③其他條件不變,在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反應CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)進行相同時間后,CH4的轉化率隨反應溫度的變化如圖3所示。
a點所代表的狀態(tài) 不是
不是
(填“是”或“不是”)平衡狀態(tài);b點CH4的轉化率高于c點,原因是 b和c都未達平衡,b點溫度高,反應速率快,相同時間內轉化率高
b和c都未達平衡,b點溫度高,反應速率快,相同時間內轉化率高
。
(2)在一剛性密閉容器中,CH4和CO2的分壓分別為20kPa、25kPa,加入Ni/α-Al2O3催化劑并加熱至1123K使其發(fā)生反應CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)。
①研究表明CO的生成速率v(CO)=1.3×10-2?p(CH4)?p(CO2)mol?g-1?s-1,某時刻測得p(CO)=20kPa,則p(CO2)=15
15
kPa,v(CO)=1.95
1.95
mol?g-1?s-1。
②達到平衡后測得體系壓強是起始時的1.8倍,則該反應的平衡常數(shù)的計算式為Kp=(kPa)2(用各物質的分壓代替物質的量濃度計算)。
(3)CH4超干重整CO2得到的CO經(jīng)偶聯(lián)反應可制得草酸(H2C2O4)。常溫下,向某濃度的草酸溶液中加入一定濃度的NaOH溶液,所得溶液中c(H2C2O4)=c(C2O42-),則此時溶液的pH=2.7
2.7
(已知常溫下H2C2O4的Ka1=6×10-2,Ka2=6×10-5,lg6=0.8)。