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  • 1. (2021·南充模拟) 甲烷水汽重整反应(SMR)是我国主要的制氢技术,可以转变我国能源结构,助力我国实现“碳达峰”的目标。SMR反应常伴随水煤气变换反应(WGS):

    SMR:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH1=a kJ·mol-1 K1=1.198×

    WGS:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH2=b kJ·mol-1 K2=1.767×

    回答下列问题:

    1. (1) 根据SMR和WGS的平衡常数,判断:ΔH10,ΔH20(填“<”或“>”)。
    2. (2) CO2甲烷化也是实现“碳达峰”的重要途径,反应机理如图,写出该反应的化学反应方程式,该反应的ΔH=,关于这一反应机理,下列说法正确的是

      A.CO2被吸附在MgO的表面而发生反应 B.Pd是反应的催化剂

      C.反应过程既有碳氧键的断裂,也有碳氧键的形成   D.反应过程中有CO分子中间体生成

    3. (3) 一定条件下,向恒容平衡反应器中通入1 MPa CH4和3 MPa H2O(g),发生SMR和WGS反应,平衡时,CO为m MPa,H2为n MPa,此时CH4(g)的分压为MPa(用含m、n的代数式表示)。
    4. (4) SMR中,CH4分子与H2O分子在催化剂Ni表面的活性位点(能够发生断键的表面区域)断键并发生反应,实验测得甲烷的反应速率 。随水蒸气分压 的变化如下图1, 超过25 kPa时, 的增大而减小,原因是

    5. (5) SMR和WGS工艺会产生CO2废气,可以基于原电池原理,利用混合电子-碳酸根离子传导膜捕获废气(N2、CO2、O2)中的CO2 , 如上图2,CO2在电池极(填“正”或“负”)被捕获,该电极反应方程式为

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