Question

竖炉冶铁工艺流程如图，使天然气产生部分氧化，并在特殊的燃烧器中使氧气和天然气燃烧CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g)，催化反应室发生的反应为：CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)；△H₁=+216kJ/mol；CH₄(g)+ CO₂(g)2CO(g) + 2H₂(g)； △H₂=+260kJ/mol（不考虑其他平衡的存在），下列说法正确的是

A．增大催化反应室的压强，甲烷的转化率减小

B．催化室需维持在550～750℃，目的仅是提高CH4转化的速率

C．设置燃烧室的主要目的是产生CO2和水蒸气作原料气与甲烷反应

D．若催化反应室中，达到平衡时，容器中n(CH4)=amol,n(CO)=bmol

n(H₂)=cmol,则通入催化反应室的CH₄的物质的量为a+(b+c)/4

Answer 1

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本题考查化学平衡。从题意可知，催化反应室发生两个可逆反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷的转化率减小，A选项正确；温度的要求还要考虑催化剂的活性，B选项错误；设置燃烧室的目的除了提供原料气之外，还提供了能量，C选项错误；
CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)     CH₄(g)+ CO₂(g)2CO(g) + 2H₂(g)
起始：  m                 0    0         n                   0     0                                                                            
转化：  x     x           x    3x         y      y           2y    2y                                              
平衡：  m-x               x    3x         n-y                 2y    2y 
有x+2y=b，3x+2y="c  " 得出x+y=(b+c)/4，而平衡时n(CH₄)=m-x+n-y=amol，则通入催化反应室的CH₄的物质的量为m+n=a+x+y=a+(b+c)/4mol，D选项正确。