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高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品,主要成分为N2、CO、CO2、H2O等,其中可燃成分CO含量约占25%左右,CO2、N2的含量分别占15%、55%。回答下列问题: (1)上述提及的气体分子中,电子数...
题目内容:
高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品,主要成分为N2、CO、CO2、H2O等,其中可燃成分CO含量约占25%左右,CO2、N2的含量分别占15%、55%。回答下列问题:
(1)上述提及的气体分子中,电子数相等的两种气体是________(写化学式)。
(2)高炉煤气中CO具有较高的利用价值,可以与H2合成甲烷,已知有关反应的热化学方程式如下:
① H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
② CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ/mol
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ/mol
则CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+ O2(g) △H=_________kJ/mol。
(3)高炉煤气中N2的含量较高,利用CO前需要对CO 进行富集,实现CO和N2的分离。
① 工业上常采用醋酸亚铜氨溶液来吸收CO,该反应的热化学方程式为
CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g)=CH3COOCu(NH3)2·CO(aq) △H<0。吸收CO后的溶液经过适当处理可恢复为醋酸亚铜氨溶液,从而实现CO与吸收液的分离,分离过程可采取的措施有______________(写出一种即可)。
②到目前为止,CO吸附剂的开发大多数以亚铜为活性组分负载在各种载体上,然后采用变压吸附(PSA)方式在含N2体系中脱出CO。下图是变压吸附回收高炉煤气中CO的流程图:
PSA-I吸附CO2时间对PSA-II中CO回收率的影响见下图,由此可见,为了保证载体亚铜吸附剂对CO的吸附和提纯要求,应采取的措施是________, “放空气体”的主要成分为_______。
(4)高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)+ 3 CO(g)===2Fe (s)+3CO2(g)。该反应在不同温度下的平衡常数如下表所示:
① 该反应的△H______0(填“> " " < ”或“= " )。
② 欲提高上述反应中CO 的转化率,可采取的措施是______。
a.适当降低反应体系的温度 b.及时移出体系中的CO2 c.加入合适的催化剂
d.减小容器的容积 e.增大Fe2O3的量
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