天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛。 Ⅰ.在制备合成氨原料气H2中的应用 (1)甲烷蒸汽转化法制H2的主要转化反应如下: CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH =" +206.2" kJ/mol CH4(g) + 2H2O(g) CO2(g) +4H2(g) ΔH = +165.0kJ/mol 上述反应所得原料气中的CO能使氨合成催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是 。 (2)CO变换反应的汽气比(水蒸气与原料气中CO物质的量之比)与CO平衡变换率 (已转化的一氧化碳量与变换前一氧化碳量之比)的关系如下图所示: 汽气比与CO平衡变换率的关系 析图可知: ① 相同温度时,CO平衡变换率与汽气比的关系是 。 ② 汽气比相同时,CO平衡变换率与温度的关系是 。 (3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp),则CO变换反应的平衡常数表示式为:Kp= 。随温度的降低,该平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)。 Ⅱ.在熔融碳酸盐燃料电池中的应用 以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料电池示意图如下: (1)外电路电子流动方向:由 流向 (填字母)。 (2)空气极发生反应的离子方程式是 。 (3)以此燃料电池为电源电解精炼铜,当电路有0.6 mol e?转移,有 g 精铜析出。 |