Question

豎爐冶鐵工藝流程如圖，使天然氣產生部分氧化，并在特殊的燃燒器中使氧氣和天然氣燃燒CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g)，催化反應室發生的反應為：CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)；△H₁=+216kJ/mol；CH₄(g)+ CO₂(g)2CO(g) + 2H₂(g)； △H₂=+260kJ/mol（不考慮其他平衡的存在），下列說法正確的是

A．增大催化反應室的壓強，甲烷的轉化率減小

B．催化室需維持在550～750℃，目的僅是提高CH4轉化的速率

C．設置燃燒室的主要目的是產生CO2和水蒸氣作原料氣與甲烷反應

D．若催化反應室中，達到平衡時，容器中n(CH4)=amol,n(CO)=bmol

n(H₂)=cmol,則通入催化反應室的CH₄的物質的量為a+(b+c)/4

Answer 1

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本題考查化學平衡。從題意可知，催化反應室發生兩個可逆反應，增大壓強，平衡逆向移動，甲烷的轉化率減小，A選項正確；溫度的要求還要考慮催化劑的活性，B選項錯誤；設置燃燒室的目的除了提供原料氣之外，還提供了能量，C選項錯誤；
CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)     CH₄(g)+ CO₂(g)2CO(g) + 2H₂(g)
起始：  m                 0    0         n                   0     0                                                                            
轉化：  x     x           x    3x         y      y           2y    2y                                              
平衡：  m-x               x    3x         n-y                 2y    2y 
有x+2y=b，3x+2y="c  " 得出x+y=(b+c)/4，而平衡時n(CH₄)=m-x+n-y=amol，則通入催化反應室的CH₄的物質的量為m+n=a+x+y=a+(b+c)/4mol，D選項正確。