19.溫室氣體的利用是當(dāng)前環(huán)境和能源領(lǐng)域的研究熱點。
Ⅰ.CH
4與CO
2重整可以同時利用兩種溫室氣體,其工藝過程中涉及如下反應(yīng):
反應(yīng)①CH
4(g)+CO
2(g)?2CO(g)+2H
2(g) ΔH
1反應(yīng)②CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g) ΔH
2=+41.2kJ?mol
-1反應(yīng)③CH
4(g)+
O
2(g)?CO(g)+2H
2(g) ΔH
3=-35.6kJ?mol
-1(1)已知:
O
2(g)+H
2(g)?H
2O(g) ΔH=-241.8kJ?mol
-1,則ΔH
1=
kJ?mol
-1。
(2)一定條件下,向體積為VL的密閉容器中通入CH
4、CO
2各1.0mol及少量O
2,測得不同溫度下反應(yīng)平衡時各產(chǎn)物產(chǎn)量如圖一所示。
①圖中a和b分別代表產(chǎn)物
和
。
②1100K時,CH
4與CO
2的轉(zhuǎn)化率分別為95%和90%,反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=
(寫出計算式)。
Ⅱ.Ni-CeO
2催化CO
2加H
2形成CH
4的反應(yīng)歷程如圖二所示(吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注),含碳產(chǎn)物中CH
4的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)(Y)及CO
2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖三所示。
(3)下列對CO
2甲烷化反應(yīng)體系的說法不合理的有
。
A.含碳副產(chǎn)物的產(chǎn)率均低于CH
4B.存在反應(yīng)CO
2+4H
2?CH
4+2H
2O
C.存在副反應(yīng)CO
2+H
2?CO+H
2O
D.CO
2轉(zhuǎn)化為CH
4的過程中未發(fā)生能量轉(zhuǎn)化
(4)CO
2甲烷化的過程中,保持CO
2與H
2的體積比為1:4,反應(yīng)氣的總流量控制在40mL?min
-1,320℃時測得CO
2轉(zhuǎn)化率為80%,則CO
2反應(yīng)速率為
mL?min
-1。