Question

I、煤制天然气的工艺流程简图如下：

⑴反应I：C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g) ΔH = +135 kJ·mol－1，通入的氧气会与部分碳发生燃烧反应。请利用能量转化及平衡移动原理说明通入氧气的作用：___________________________。

⑵反应II：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ?41 kJ·mol－1。如图表示不同温度条件下，煤气化反应I发生后的汽气比（水蒸气与CO物质的量之比）与CO平衡转化率的变化关系。

① 判断T1、T2和T3的大小关系：______________。（从小到大的顺序）

② 若煤气化反应I发生后的汽气比为0.8，经煤气化反应I和水气变换反应II后，得到CO与H2的物质的量之比为1:3，则反应II应选择的温度是_______（填“T1”或“T2”或“T3”）。

⑶① 甲烷化反应IV发生之前需要进行脱酸反应III。煤经反应I和II后的气体中含有两种酸性气体，分别是H2S和_______。

② 工业上常用热碳酸钾溶液脱除H2S气体得到两种酸式盐，该反应的离子方程式是_______。

II、利用甲烷超干重整CO2技术可得到富含CO的气体，将甲烷和二氧化碳转化为可利用的化学品，其能源和环境上的双重意义重大。该技术中的化学反应为：

CH4 (g)＋3CO2 (g)2H2O(g)＋4CO(g) H>0

CH4超干重整CO2的催化转化原理示意如图：

⑷过程II，实现了含氢物种与含碳物种的分离。生成H2O(g)的化学方程式是______________。

⑸假设过程I和过程II中的各步均转化完全，下列说法正确的是_______。（(填序号)

a．过程I和过程II中均含有氧化还原反应

b．过程II中使用的催化剂为Fe3O4 和CaCO3

c．若过程I投料，可导致过程II中催化剂失效

（6）一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1.2 mol CH4(g)和4.8 mol CO2(g)，发生反应CH4 (g)＋3CO2 (g)2H2O(g)＋4CO(g) H>0，实验测得，反应吸收的能量和甲烷的体积分数随时间变化的曲线图像如图。计算该条件下，此反应的H=________________。

Answer 1