题目

（10分） 以天然气为原料经由合成气（CO 、H2）制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线，主要工艺有以下几种： （1）甲烷的部分氧化。其反应式如下： CH4(g) + 1/2O2 (g)＝CO (g) + 2H2(g)；ΔH ＝-35.6 kJ·mol－1。 则该反应的ΔS   ▲  0（填“＞”、“＜”或“＝”）。 有研究认为甲烷部分氧化的机理为： ① CH4(g) + 2O2 (g) ＝CO 2(g) + 2H2O(g)；ΔH1＝-890.3 kJ·mol－1 ② CH4(g) + CO2 (g) ＝ 2CO (g) + 2H2(g)；ΔH2＝247.3 kJ·mol－1 ③ CH4(g) + H2O (g) ＝ CO (g) + 3H2(g)；ΔH3＝  ▲  kJ·mol－1 （2）甲烷水蒸汽催化重整。如右上图所示热氦气从下部流入提供能量。由甲烷和水蒸汽混合气从催化管的上部流入，从下端出来后再向上进入中心管。根据下表数据计算甲烷的转化率为       ▲        。 气体 进口温度/℃ 进口压强/MPa 进口流量/g·s―1 出口流量/ g·s―1 甲烷 464 4.26 12 5.4 （3）甲烷二氧化碳催化重整。高温下，该反应速率明显降低的原因可能是  ▲   。 （4）甲烷的部分氧化与重整耦合。以天然气为燃料的发电尾气（主要含CO2、H2O、O2 和N2）与甲烷可直接用于制合成气。下列说法错误的是  ▲  （填序号）。 A．直接利用烟气中的CO2，可以大规模地减少 CO2的排放量 B．发电尾气的出口温度较高，可以利用以节约能量 C．使用恰当的催化剂可以增大甲烷的转化率 D．因发电尾气反应中包含甲烷燃烧，可实现部分热量自供，可降低成本 答案：（10分） （1）＞（2分）  250.3 kJ·mol－1（2分） （2）55%（2分） （3）温度过高催化剂失去活性或甲烷在高温条件下分解产生炭黑影响该反应速率 （2分：两种情形各1分） （4）C（2分）

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