Question

12．高炉冶铁工艺流程如图．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）（放热反应），
催化反应室发生的反应为（不考虑其他平衡的存在）：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）（吸热反应）；CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）（吸热反应），
下列说法正确的是（　　）

• A． 加入铁矿石时，将铁矿石粉碎，目的是加快反应速率提高原料利用率
• B． 增大催化反应室的压强，甲烷的转化率增大
• C． 设置燃烧室的目的是产生CO₂和水蒸气作原料气与甲烷反应
• D． 催化反应室需维持在550～750℃，目的仅是提高CH₄转化的速率

Answer 1

分析 A、根据增大了固体表面积，加快反应速率且提高原料利用率；
B、依据催化反应室内的化学平衡分析判断；增大压强，平衡向气体体积减少的方向移动；
C、设置燃烧室的目的除了提供原料气之外，还提供了能量；
D、维持温度是催化剂的活性最大，有一定的反应速率．

解答 解：A、加入铁矿石时，将铁矿石粉碎，目的是加快反应速率提高原料利用率，故A正确；
B、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、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D错误；
故选A．

点评 本题考查了化学反应速率、化学平衡的影响条件的应用和平衡常数，难度不大，根据课本知识即可完成．