【题目】(15分)甲烷水蒸气催化重整(SMR)是传统制取富氢混合气的重要方法,具有工艺简单、成本低等优点。

回答下列问题:

1)已知1000 K时,下列反应的平衡常数和反应热:

CH4(g)C(s)+2H2(g) K1=10.2 ΔH1

2CO(g)C(s)+CO2(g) K2=0.6 ΔH2

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K3=1.4 ΔH3

CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) K4 ΔH4SMR

1000 K时,K4=____________ΔH4=_________(用ΔH1ΔH2ΔH3来表示)。

2)在进入催化重整装置前,先要对原料气进行脱硫操作,使其浓度为0.5 ppm以下。脱硫的目的为______________

3)下图为不同温度条件下电流强度对CH4转化率的影响。由图可知,电流对不同催化剂、不同温度条件下的甲烷水蒸气催化重整反应均有着促进作用,则可推知ΔH4____0(填“>”“<”)。

4)下图为不同温度条件下6小时稳定测试电流强度对H2产率的影响。由图可知,随着温度的降低,电流对H2产率的影响作用逐渐____________(填增加”“减小不变),600 ℃时,电流对三种催化剂中的____________(用图中的催化剂表示式回答)影响效果最为显著,当温度高于750 ℃时,无论电流强度大小,有无催化剂,H2产率趋于相同,其原因是______________

5)我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究,通常认为该反应分两步进行。第一步:CH4催化裂解生成H2和碳(或碳氢物种),其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上,如CH4→Cads/[C(H)n]ads+(2–)H2;第二步:碳(或碳氢物种)和H2O反应生成CO2H2,如Cads/[C(H)n]ads +2H2O→CO2 +(2+)H2。反应过程和能量变化残图如下(过程①没有加催化剂,过程②加入催化剂),过程①和②ΔH的关系为:①_______②(填”“);控制整个过程②反应速率的是第_______步,其原因为____________________________

 0  197416  197424  197430  197434  197440  197442  197446  197452  197454  197460  197466  197470  197472  197476  197482  197484  197490  197494  197496  197500  197502  197506  197508  197510  197511  197512  197514  197515  197516  197518  197520  197524  197526  197530  197532  197536  197542  197544  197550  197554  197556  197560  197566  197572  197574  197580  197584  197586  197592  197596  197602  197610  203614 

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