问题标题:
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)△
问题描述:
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
毛建忠回答:
A、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A正确;
B、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、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,故D正确:
故选AD.
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