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  • 1. (2022·虹口模拟) CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g)   2CO(g)+2H2(g)-Q(Q>0)]以两种温室气体为原料生成了合成气,在“碳中和”的时代背景下,该技术受到更为广泛的关注。

    1. (1) Ⅰ.完成下列填空:

      某温度下,在体积2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,经过2min达到平衡状态时CO2的转化率为50%。此过程中以CH4表示的平均化学反应速率为。平衡常数的值为。达到平衡后,其他条件不变时向容器中充入CO2与CO各1mol,则化学平衡移动(选填“正向”“逆向”或“不”)。

    2. (2) Ⅱ.储能是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放的过程。CH4-CO2重整反应也可用于高温废热的储能。800℃下,研究反应物气体流量、CH4与CO2物质的量比对CH4转化率(α)、储能效率(η)的影响,部分数据如下所示。

      序号

      加热温度/℃

      反应物气体流量/L•min-1

      n(CH4)∶n(CO2)

      α/%

      η/%

      700

      4

      2∶2

      49.0

      42.0

      800

      4

      2∶2

      79.6

      52.2

      800

      6

      3∶3

      64.2

      61.9

      800

      6

      2∶4

      81.1

      41.6

      已知储能效率η=Qchem/Qi , 其中,Qchem是通过化学反应吸收的热量,Qi是设备的加热功率。

      解释为何可以用CH4-CO2重整反应进行储能。

    3. (3) 对比实验(填序号),可得出结论:气体流量越大,CH4转化率
    4. (4) 实验ⅳ中CH4转化率比实验ⅲ高,结合相关数据解释为何储能效率却低的原因(两次实验中设备的加热功率Qi不变)。

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