煤、石油等傳統(tǒng)能源使用時(shí)污染嚴(yán)重，且日漸枯竭，科學(xué)家們尋找其他清潔能源作為替代品，其中甲烷的開(kāi)發(fā)利用成為一個(gè)熱點(diǎn)。以下是甲烷水蒸氣重整的應(yīng)用：
已知：甲烷水蒸氣重整原理CH₄（g）+2H₂O（g）?CO₂（g）+4H₂（g） ΔH₃=+165kJ/mol。
（1）向恒容容器中加入1molCH₄和2molH₂O，在恒定的溫度，初始?jí)簭?qiáng)aMPa下進(jìn)行反應(yīng)。
①當(dāng)分離出0.8molH₂時(shí)，分離比η=
0.2
0.2
（分離比η=
n
（
H
2
）
4
n
（
C
H
4
）
，實(shí)際H₂分離量與CH₄完全轉(zhuǎn)化時(shí)得到的H₂量的比例，體現(xiàn)H₂分離的程度）。
②如圖是甲烷平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、H₂分離比的關(guān)系，其中η₁、η₂、η₃的由大到小的關(guān)系是
η₃＞η₂＞η₁
η₃＞η₂＞η₁
。

③η₃=0.25時(shí)，A點(diǎn)氣體的總壓p（總）
=
=
aMPa（填“＞”、“=”、“＜”）；H₂的分壓p（H₂）=
a
3
a
3
MPa；平衡常數(shù)K_p=
a
2
9
a
2
9
（MPa）²。
（2）從反應(yīng)體系中分離出H₂、CO₂需要消耗能量（分離能耗），不同分離方式需要的分離能耗與甲烷平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖2所示，在提供相同的分離能量時(shí)，哪種分離方式更有利于提高甲烷平衡轉(zhuǎn)化率
雙分離H₂和CO₂
雙分離H₂和CO₂
。

【答案】0.2；η₃＞η₂＞η₁；=；

；

；雙分離H₂和CO₂

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：38引用：1難度：0.5

相似題

1．五氧化二氮（化學(xué)式：N₂O₅）又稱硝酐，是硝酸的酸酐，在一定溫度下可發(fā)生以下反應(yīng)：2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）△H＞0。某溫度下，向恒容密閉容器中充入N₂O₅，發(fā)生上述反應(yīng)，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />

時(shí)間/s 0 500 1000 1500

c（N₂O₅）/mol?L^-1 5.00 3.52 2.50 2.50

A．0～1000s內(nèi)，ν（O₂）=2.5×10^-3mol?L^-1?s^-1

B．當(dāng)氣體密度不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

C．該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=125

D．反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持其他條件不變，加入合適的催化劑，△H變大

發(fā)布：2024/11/13 8:0:1組卷：4引用：2難度：0.5

A．0～1000s內(nèi)，v（NO₂）=2.5×10^-3mol?L^-1?s^-1

B．反應(yīng)達(dá)到平衡后，容器中O₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%

C．反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持其他條件不變，加入合適的催化劑，△H變小

D．該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=125

發(fā)布：2024/11/13 8:0:1組卷：34引用：5難度：0.6

A．表格中a=0.030

B．該反應(yīng)為2級(jí)反應(yīng)

C．該反應(yīng)的速率常數(shù)k=1.0×10^-2mol?L^-1?min^-1

D．保持其他條件不變，若起始濃度為0.200mol?L^-1，則半衰期為100min

發(fā)布：2024/11/13 9:0:1組卷：48引用：3難度：0.5

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時(shí)間/s	0	500	1000	1500
c（N₂O₅）/mol?L^-1	5.00	3.52	2.50	2.50

t/min	0	20	40	60	80	100
c（N₂O）/（mol?L^-1）	0.100	0.080	0.060	a	0.020	0