题目内容

12.高炉冶铁工艺流程如图.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)(放热反应),
催化反应室发生的反应为(不考虑其他平衡的存在):CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)(吸热反应);CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)(吸热反应),
下列说法正确的是(  )
A.加入铁矿石时,将铁矿石粉碎,目的是加快反应速率提高原料利用率
B.增大催化反应室的压强,甲烷的转化率增大
C.设置燃烧室的目的是产生CO2和水蒸气作原料气与甲烷反应
D.催化反应室需维持在550~750℃,目的仅是提高CH4转化的速率

分析 A、根据增大了固体表面积,加快反应速率且提高原料利用率;
B、依据催化反应室内的化学平衡分析判断;增大压强,平衡向气体体积减少的方向移动;
C、设置燃烧室的目的除了提供原料气之外,还提供了能量;
D、维持温度是催化剂的活性最大,有一定的反应速率.

解答 解:A、加入铁矿石时,将铁矿石粉碎,目的是加快反应速率提高原料利用率,故A正确;
B、增大催化反应室的压强,催化反应室中的两个反应是气体体积增大的反应,加压,平衡逆向进行,甲烷的转化率减小,故B错误;
C、依据流程中的转化关系,设置燃烧室的主要目的是提供原料气之外,还提供了能量,故C错误;
D、催化室需维持在550~750℃,主要是此温度下催化剂的活性最大,温度越高应是平衡逆向进行,甲烷转化率减少,故D错误;
故选A.

点评 本题考查了化学反应速率、化学平衡的影响条件的应用和平衡常数,难度不大,根据课本知识即可完成.

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