Question

I、煤制天然氣的工藝流程簡圖如下：

⑴反應I：C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g) ΔH = +135 kJ·mol－1，通入的氧氣會與部分碳發生燃燒反應。請利用能量轉化及平衡移動原理說明通入氧氣的作用：___________________________。

⑵反應II：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ?41 kJ·mol－1。如圖表示不同溫度條件下，煤氣化反應I發生后的汽氣比（水蒸氣與CO物質的量之比）與CO平衡轉化率的變化關系。

① 判斷T1、T2和T3的大小關系：______________。（從小到大的順序）

② 若煤氣化反應I發生后的汽氣比為0.8，經煤氣化反應I和水氣變換反應II后，得到CO與H2的物質的量之比為1:3，則反應II應選擇的溫度是_______（填“T1”或“T2”或“T3”）。

⑶① 甲烷化反應IV發生之前需要進行脫酸反應III。煤經反應I和II后的氣體中含有兩種酸性氣體，分別是H2S和_______。

② 工業上常用熱碳酸鉀溶液脫除H2S氣體得到兩種酸式鹽，該反應的離子方程式是_______。

II、利用甲烷超干重整CO2技術可得到富含CO的氣體，將甲烷和二氧化碳轉化為可利用的化學品，其能源和環境上的雙重意義重大。該技術中的化學反應為：

CH4 (g)＋3CO2 (g)2H2O(g)＋4CO(g) H>0

CH4超干重整CO2的催化轉化原理示意如圖：

⑷過程II，實現了含氫物種與含碳物種的分離。生成H2O(g)的化學方程式是______________。

⑸假設過程I和過程II中的各步均轉化完全，下列說法正確的是_______。（(填序號)

a．過程I和過程II中均含有氧化還原反應

b．過程II中使用的催化劑為Fe3O4 和CaCO3

c．若過程I投料，可導致過程II中催化劑失效

（6）一定條件下，向體積為2L的恒容密閉容器中充入1.2 mol CH4(g)和4.8 mol CO2(g)，發生反應CH4 (g)＋3CO2 (g)2H2O(g)＋4CO(g) H>0，實驗測得，反應吸收的能量和甲烷的體積分數隨時間變化的曲線圖像如圖。計算該條件下，此反應的H=________________。

Answer 1