我國已探明的頁巖氣儲量31.6萬億立方米，儲量世界第一。頁巖氣中含有CH4、CO2、H2S等氣體，是蘊藏于頁巖層可供開采的天然氣資源。頁巖氣的有效利用需要處理其中所含的CO2和H2S。
Ⅰ.CO2的處理：
（1）CO2和CH4一定條件下重整可制合成氣（主要成分為CO、H2），請寫出其發生反應的化學方程式：CH4+CO2一定條件 2CO+2H2CH4+CO2一定條件 2CO+2H2。
（2）Ni催化CO2加H2形成CH4，其歷程如圖1所示（吸附在催化劑表面的物種用*標注），反應相同時間，含碳產物中CH4的百分含量及CO2轉化率隨溫度的變化如圖2所示。
①結合圖2，260℃時生成主要產物所發生反應的化學方程式為 CO2+4H2Ni 260℃
CH4+2H2OCO2+4H2Ni 260℃
CH4+2H2O。
②溫度高于320℃，CO2的轉化率下降的原因是 溫度升高催化劑活性降低（或溫度升高CO2難吸附在催化劑表面），反應速率減慢溫度升高催化劑活性降低（或溫度升高CO2難吸附在催化劑表面），反應速率減慢。
Ⅱ.H2S的處理：Fe2O3可用作脫除H2S氣體的脫硫劑。Fe2O3脫硫和Fe2O3再生反應如圖3。
（3）Fe2O3脫硫劑的脫硫和再生過程可以描述為 脫硫時H2S還原了部分Fe2O3，生成S和FeS（FeS附著在Fe2O3表面）；脫硫劑再生時FeS被O2氧化，生成了Fe2O3和SO2脫硫時H2S還原了部分Fe2O3，生成S和FeS（FeS附著在Fe2O3表面）；脫硫劑再生時FeS被O2氧化，生成了Fe2O3和SO2。
（4）400℃條件下，氧氣濃度較大時，氧氣會將部分FeS氧化成Fe2（SO4）3或FeSO4，出現脫硫劑再生時質量 增大增大（填“增大”或“減小”），且所得再生脫硫劑脫硫效果差，因此脫硫劑再生時需控制 通入O2的濃度和溫度通入O2的濃度和溫度。
（5）脫硫劑再生時可以用水汽代替O2。700℃條件下用水汽代替O2再生時，生成Fe3O4、H2S和H2，Fe3O4也可作脫硫劑寫出水汽作用條件下脫硫劑再生反應的化學方程式：3FeS+4H2O700℃ Fe3O4+3H2S+H23FeS+4H2O700℃ Fe3O4+3H2S+H2。
C
H
4
+
C
O
2
一定條件
2
CO
+
2
H
2
C
H
4
+
C
O
2
一定條件
2
CO
+
2
H
2
C
O
2
+
4
H
2
N i |
260 ℃ |
C
H
4
+
2
H
2
O
C
O
2
+
4
H
2
N i |
260 ℃ |
C
H
4
+
2
H
2
O
3
F
e
S
+
4
H
2
O
700
℃
F
e
3
O
4
+
3
H
2
S
+
H
2
3
F
e
S
+
4
H
2
O
700
℃
F
e
3
O
4
+
3
H
2
S
+
H
2
【考點】物質的相互轉化和制備；酸雨的產生、危害及防治．
【答案】 ；
；溫度升高催化劑活性降低（或溫度升高CO2難吸附在催化劑表面），反應速率減慢；脫硫時H2S還原了部分Fe2O3，生成S和FeS（FeS附著在Fe2O3表面）；脫硫劑再生時FeS被O2氧化，生成了Fe2O3和SO2；增大；通入O2的濃度和溫度；
C
H
4
+
C
O
2
一定條件
2
CO
+
2
H
2
C
O
2
+
4
H
2
N i |
260 ℃ |
C
H
4
+
2
H
2
O
3
F
e
S
+
4
H
2
O
700
℃
F
e
3
O
4
+
3
H
2
S
+
H
2
【解答】
【點評】
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發布：2024/6/2 8:0:8組卷：73引用：2難度：0.4
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