
甲烷化是实现“双碳”目标的重要途径。已知合成塔内发生的反应有:
Ⅰ.

Ⅱ.

Ⅲ.

回答下列问题:
(1)催化剂的选择是

甲烷化技术的核心,图1为催化剂M催化反应Ⅰ的历程。根据图1中能量变化情况,求算
_______
(列式表示);反应
_______(填“ⅰ”或“ⅱ”)决定了反应Ⅰ正反应速率的快慢。

(2)反应Ⅱ的正、逆反应速率可分别表示为

,

,

、

分别为正、逆反应速率常数。T℃,在一恒容密闭容器中加入等物质的量的

和

只发生反应Ⅱ,测得

和

的物质的量随时间变化如图2,则M点时,
_______。

(3)保持

和

体积比1:4向合成塔内投料,发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
①若塔内气体的总流量控制在

,300℃测得

的转化率为80%,则

反应速率为
_______
②关于合成塔内反应体系,说法错误的是
_______(填序号)。
A.降低反应温度,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的反应速率都减小
B.平衡后增大体系压强,Ⅰ和Ⅲ平衡正向移动,Ⅱ平衡不移动
C.选用合适的催化剂能提高甲烷的选择性
D.其他条件不变时,增大

和

的投料比,可提高

的平衡转化率
E.及时分离出水蒸气、循环使用

和

,可提高原料的利用率
③不同压强时,反应塔内

的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。压强

、

、

由大到小的顺序为
_______;温度为T℃时,三条曲线几乎交于一点的原因是
_______。
