Question

【題目】CH4-CO2催化重整可以得到合成氣(CO和H2)，有利于減小溫室效應(yīng)，其主要反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH＝+247 kJ·mol1，同時存在以下反應(yīng)：積碳反應(yīng)：CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH＝+75 kJ·mol1，消碳反應(yīng)：CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH＝+172 kJ·mol1，積碳會影響催化劑的活性，一定時間內(nèi)積碳量和反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖。下列說法正確的是

A.高壓利于提高 CH4 的平衡轉(zhuǎn)化率并減少積碳

B.增大CO2與CH4的物質(zhì)的量之比有助于減少積碳

C.升高溫度，積碳反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K減小，消碳反應(yīng)的K增大

D.溫度高于600℃，積碳反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率減慢，消碳反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率加快， 積碳量減少

Answer 1

【答案】B

【解析】

A．反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)和CH4(g)C(s)+2H2(g)，正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動，可減少積碳，但CH4的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故A錯誤；

B．假設(shè)CH4的物質(zhì)的量不變，增大CO2的物質(zhì)的量，CO2與CH4的物質(zhì)的量之比增大，對于反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)平衡正向移動，CH4的濃度減小，對于積碳反應(yīng)：CH4(g) C(s) +2H2(g)，由于甲烷濃度減小，平衡逆向移動，碳含量減少；增大CO2的物質(zhì)的量，對于消碳反應(yīng)：CO2(g) +C(s) 2CO(g)，平衡正向移動，碳含量也減少，綜上分析，增大CO2與CH4的物質(zhì)的量之比，有助于減少積碳，故B正確；

C．平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，積碳反應(yīng)和消碳反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，即向正向移動，兩個反應(yīng)的平衡常數(shù)K都增大，故C錯誤；

D．根據(jù)圖像，溫度高于600℃，積碳量減少，但溫度升高，存在的反應(yīng)體系中反應(yīng)速率都加快，故D錯誤；

答案選B。