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24．甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)為:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g).工業(yè)上可利用此反應(yīng)生產(chǎn)合成氨原料氣H2. 已知溫度.壓強(qiáng)和水碳比[]對甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)的影響如下圖: 圖1 圖2 圖3 ⑴該反應(yīng)平衡常數(shù)K表達(dá)式為 . ⑵升高溫度.平衡常數(shù)K (選填“增大 .“減小 或“不變 .下同). 降低反應(yīng)的水碳比.平衡常數(shù)K . ⑶圖2中.兩條曲線所示溫度的關(guān)系是:t1 t2,在圖3中畫出壓強(qiáng)為2 MPa時(shí).CH4平衡含量與水碳比之間關(guān)系曲線. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)．部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：

已知1 mol　H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)? mol　H2O(l)時(shí)放出44.0 kJ熱量．寫出CH4和H2O(g)在高溫下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________．

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甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)反應(yīng)方程式為：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)．部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：

已知1 mol　H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)? mol　H2O(l)時(shí)放出44.0 kJ熱量．

(1)寫出CO燃燒的熱化學(xué)方程式________．

(2)2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　ΔH＝________kJ/mol

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⑴生物甲烷是由植物和動物糞便在一定條件下發(fā)酵而得的甲烷：

若某植物纖維素的含量為10%，某沼氣池，當(dāng)加入該植物162kg，在微生物作用下完全轉(zhuǎn)化可得CH4在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為            m3。
⑵合成二甲醚主要步驟為造氣和合成。過程如下：
 
若造氣時(shí)，設(shè)每步轉(zhuǎn)化率均為100%，設(shè)某天然氣中只含5%CO2，不含其他雜質(zhì)，每100m3天然氣，應(yīng)同時(shí)通入水蒸氣和空氣各多少體積（空氣只含N2和O2，且體積比為4：1，下同），才能保證合成時(shí)CO和H2充分利用。V[H2O（g）]=      m3；V[空氣]=      m3。
⑶為了充分利用反應(yīng)過程中生成的比較純凈的氮?dú)猓称髽I(yè)用天然氣為主要原料聯(lián)合生產(chǎn)二甲醚和氨，過程如下：
制氣設(shè)備：①CH4+H2O → CO+3H2             ②2CH4+O2 → 2CO+4H2
合成塔Ⅰ：CO+2H2 →  CH3OH      ；  2CH3OH →  CH3OCH3+H2O
合成塔Ⅱ：N2+3H2==2NH3
假設(shè)天然氣中只含CH4，反應(yīng)②中通入適量空氣，調(diào)節(jié)①和②投入的CH4的量，以使反應(yīng)①剩余的H2和反應(yīng)②剩余的N2的體積比恰好為3：1，以便合成氨。該企業(yè)每生產(chǎn)34t NH3理論上同時(shí)可以得到二甲醚多少噸？（設(shè)工業(yè)多次轉(zhuǎn)化，總轉(zhuǎn)化率假定為100%設(shè)合成塔Ⅰ中水與CO不反應(yīng)）？

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天然氣（以甲烷計(jì)）在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。

Ⅰ．在制備合成氨原料氣H2 中的應(yīng)用

（1）甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化法制H2的主要轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下：

CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)    ΔH = +206.2 kJ/mol

CH4(g) + 2H2O(g)  CO2(g) +4H2(g)   ΔH = +165.0kJ/mol

上述反應(yīng)所得原料氣中的CO能使氨合成催化劑中毒，必須除去。工業(yè)上常采用催化劑存在下CO與水蒸氣反應(yīng)生成易除去的CO2，同時(shí)又可制得等體積的氫氣的方法。此反應(yīng)稱為一氧化碳變換反應(yīng)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是         。

（2）CO變換反應(yīng)的汽氣比（水蒸氣與原料氣中CO物質(zhì)的量之比）與CO平衡變換率

（已轉(zhuǎn)化的一氧化碳量與變換前一氧化碳量之比）的關(guān)系如下圖所示：

汽氣比與CO平衡變換率的關(guān)系

析圖可知：

① 相同溫度時(shí)，CO平衡變換率與汽氣比的關(guān)系是      。

② 汽氣比相同時(shí)，CO平衡變換率與溫度的關(guān)系是      。

（3）對于氣相反應(yīng)，用某組分（B）的平衡壓強(qiáng)（pB）代替物質(zhì)的量濃度也可以表示平衡常數(shù)（記作Kp），則CO變換反應(yīng)的平衡常數(shù)表示式為：Kp=         。隨溫度的降低，該平衡常數(shù)       （填“增大”“減小”或“不變”）。

Ⅱ．在熔融碳酸鹽燃料電池中的應(yīng)用

以熔融Li2CO3和K2CO3為電解質(zhì)，天然氣經(jīng)內(nèi)重整催化作用提供反應(yīng)氣的燃料電池示意圖如下：

（1）外電路電子流動方向：由   流向    （填字母）。

（2）空氣極發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是     。

（3）以此燃料電池為電源電解精煉銅，當(dāng)電路有0.6 mol e‑ 轉(zhuǎn)移，有      g 精銅析出。

 

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天然氣（以甲烷計(jì)）在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。
Ⅰ．在制備合成氨原料氣H2中的應(yīng)用
（1）甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化法制H2的主要轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下：
CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)    ΔH =" +206.2" kJ/mol
CH4(g) + 2H2O(g)  CO2(g) +4H2(g)   ΔH = +165.0kJ/mol
上述反應(yīng)所得原料氣中的CO能使氨合成催化劑中毒，必須除去。工業(yè)上常采用催化劑存在下CO與水蒸氣反應(yīng)生成易除去的CO2，同時(shí)又可制得等體積的氫氣的方法。此反應(yīng)稱為一氧化碳變換反應(yīng)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是        。
（2）CO變換反應(yīng)的汽氣比（水蒸氣與原料氣中CO物質(zhì)的量之比）與CO平衡變換率
（已轉(zhuǎn)化的一氧化碳量與變換前一氧化碳量之比）的關(guān)系如下圖所示：

汽氣比與CO平衡變換率的關(guān)系
析圖可知：
① 相同溫度時(shí)，CO平衡變換率與汽氣比的關(guān)系是     。
② 汽氣比相同時(shí)，CO平衡變換率與溫度的關(guān)系是     。
（3）對于氣相反應(yīng)，用某組分（B）的平衡壓強(qiáng)（pB）代替物質(zhì)的量濃度也可以表示平衡常數(shù)（記作Kp），則CO變換反應(yīng)的平衡常數(shù)表示式為：Kp=        。隨溫度的降低，該平衡常數(shù)      （填“增大”“減小”或“不變”）。
Ⅱ．在熔融碳酸鹽燃料電池中的應(yīng)用
以熔融Li2CO3和K2CO3為電解質(zhì)，天然氣經(jīng)內(nèi)重整催化作用提供反應(yīng)氣的燃料電池示意圖如下：

（1）外電路電子流動方向：由  流向   （填字母）。
（2）空氣極發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是    。
（3）以此燃料電池為電源電解精煉銅，當(dāng)電路有0.6 mol e?轉(zhuǎn)移，有     g 精銅析出。

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