\(\rm{CH_{4}-CO_{2}}\)的催化重整不仅可以得到合成气\(\rm{(CO}\)和\(\rm{H_{2})}\),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
\(\rm{(1)CH_{4}-CO_{2}}\)催化重整反应为:\(\rm{CH_{4}(g)+CO_{2}(g)═2CO(g)+2H_{2}(g)}\)。
已知:\(\rm{C(s)+2H_{2}(g)═CH_{4}(g)\triangle H=-75kJ⋅mol^{-1}}\)
\(\rm{C(s)+O_{2}(g)=CO_{2}(g)\triangle H=-394kJ⋅mol^{-1}}\)
\(\rm{C(s)+ \dfrac {1}{2}O_{2}(g)=CO(g)\triangle H=-111kJ⋅mol^{-1}}\)
该催化重整反应的\(\rm{\triangle H=}\) ______ \(\rm{kJ⋅mol^{-1}.}\)有利于提高\(\rm{CH_{4}}\)平衡转化率的条件是 ______ \(\rm{(}\)填标号\(\rm{)}\)。
A.高温低压 \(\rm{B.}\)低温高压 \(\rm{C.}\)高温高压 \(\rm{D.}\)低温低压
某温度下,在体积为\(\rm{2L}\)的容器中加入\(\rm{2molCH_{4}}\)、\(\rm{1molCO_{2}}\)以及催化剂进行重整反应,达到平衡时\(\rm{CO_{2}}\)的转化率是\(\rm{50\%}\),其平衡常数为 ______ \(\rm{mol^{2}⋅L^{-2}}\)。
\(\rm{(2)}\)反中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳碳量减少。相关数据如下表:
| 积碳反应 \(\rm{CH_{4}(g)═C(s)+2H_{2}(g)}\) | 消碳反应 \(\rm{CH_{2}(g)═C(s)+2CO(g)}\) |
\(\rm{\triangle H/(kJ⋅mol^{-1})}\) | \(\rm{75}\) | \(\rm{172}\) |
活化能\(\rm{/(kJ⋅mol^{-1})}\) | 催化剂\(\rm{X}\) | \(\rm{33}\) | \(\rm{91}\) |
催化剂\(\rm{Y}\) | \(\rm{43}\) | \(\rm{72}\) |
\(\rm{①}\)由上表判断,催化剂\(\rm{X}\) ______ \(\rm{Y(}\)填“优于或劣于”\(\rm{)}\),理由是 ______ 。在反应进料气组成,压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如右图所示。升高温度时,下列关于积碳反应,消碳反应的平衡常数\(\rm{(K)}\)和速率\(\rm{(v)}\)的叙述正确的是 ______ \(\rm{(}\)填标号\(\rm{)}\)。
A.\(\rm{K_{积}}\)、\(\rm{K_{消}}\)均增加
B.\(\rm{V_{积}}\)减小、\(\rm{V_{消}}\)增加
C.\(\rm{K_{积}}\)减小、\(\rm{K_{消}}\)增加
D.\(\rm{V_{消}}\)增加的倍数比\(\rm{V_{积}}\)增加的倍数大
\(\rm{②}\)在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为\(\rm{v=k⋅p(CH_{4})⋅[p(CO_{2})]^{-0.5}(k}\)为速率常数\(\rm{)}\)。在\(\rm{p(CH_{4})}\)一定时,不同\(\rm{p(CO_{2})}\)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则\(\rm{P_{a}(CO_{2})}\)、\(\rm{P_{b}(CO_{2})}\)、\(\rm{P_{c}(CO_{2})}\)从大到小的顺序为 ______ 。