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，其主要反應為CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH＝+247 kJ·mol1，同時存在以下反應：積碳反應：CH4(g) C(s) +2H2(g) ΔH＝+75 kJ·mol1；消碳反應：CO2(g) +C(s) 2CO(g) ΔH＝+172 kJ·mol1，積碳會影響催化劑的活性，一定時間內積碳量和反應溫度的關系如下圖。

下列說法正確的是

A.高壓利于提高CH4的平衡轉化率并減少積碳

B.增大CO2與CH4的物質的量之比有助于減少積碳

C.溫度高于600℃，積碳反應的化學反應速率減慢，消碳反應的化學反應速率加快，積碳量減少

D.升高溫度，積碳反應的化學平衡常數K減小，消碳反應的K增大

Answer 1

【答案】B

【解析】

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

B．假設CH4的物質的量不變，增大CO2的物質的量，CO2與CH4的物質的量之比增大，對于反應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：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的物質的量，對于消碳反應：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的物質的量之比，有助于減少積碳，故B正確；

C．根據圖像，溫度高于600℃，積碳量減少，但溫度升高，存在的反應體系中反應速率都加快，故C錯誤；

D．平衡常數只與溫度有關，積碳反應和消碳反應都是吸熱反應，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，即向正向移動，兩個反應的平衡常數K都增大，故D錯誤；

答案選B。