工业上通过CO2与CH4共转化生成合成气,助力实现“碳达峰”。其主反应为:
i. H1=+247kJ·mol-1
副反应主要有:
ii. H2=+41kJ·mol-1
iii. H3=+75kJ·mol-1(积碳反应)
iv. H4=___________kJmol-1(积碳反应)
v. H5=-131.4kJ·mol‑1(积碳反应)
回答下列问题:
(1)由反应v和反应ii可得反应iv的H4=________kJ·mol-1。
I.若只考虑主反应。
(2)下列有关主反应的说正确的是___________(填字母)。
A. 加入催化剂,能增大反应活化能,加快化学反应速率 |
B. 减小压强有利于平衡正向移动 |
C. 增大CH4浓度,可以提高CO2的平衡转化率 |
D. 升高温度,该反应的平衡常数减小 |
(3)不同压强下,按照n(CH4):n(CO2)=1:1投料,实验测得CO2平衡转化率和CO平衡产率随温度变化关系如下图所示,纵坐标可表示CO2平衡转化率的为________(填“甲”或“乙”),压强由小到大的顺序为________。
(4)在有催化剂存在和温度为T℃条件下,向真空恒温恒容密闭容器中通入1molCO2和3molCH4 , 起始总压为1MPa,反应达到平衡时,容器中气体压强变为原来的1.1倍。则T℃时该反应的Kp=________(MPa)2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数。计算结果用分数形式表示)。
II.若考虑副反应。
在100kPa、CH4和CO2总物质的量为2mol的条件下,温度及投料比[n(CH4)/n(CO2)]对CH4或CO2平衡转化率的影响如图所示。
(5)根据n(CH4)/n(CO2)=1:1的曲线,推断表示n(CH4)/n(CO2)=1:2的CH4平衡转化率的曲线是________(填“①”或“②”)。
(6)在投料比n(CH4)/n(CO2)=1:1时,CO2平衡转化率在850℃条件下明显大于在600℃条件下的原因为________。
(7)以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。
写出该电池负极发生的电极反应:________。