【202001南京期末卷】20. (14 分 ) 沼气的主要成分是 CH 4 ,还含有 CO 2 、 H 2 S 等。 Jo De Vrieze 等设计了利用膜电解法脱除沼气中的 CO 2 和 H 2 S ,并将阴极处理后气体制成高纯度生物甲烷,其流程如题 20 图- 1 所示。 (1) 需控制电解槽中阴极室 pH>7 ,其目的是 ________________ 。 (2) 阳极室逸出 CO 2 和 ________ __ ( 填化学式 ) ; H 2 S 在阳极上转化为 SO 4 ( 2- ) 而除去,其电极反应式为 ________________________________ 。 (3) 在合成塔中主要发生的反应为: 反应 I : CO 2 (g) + 4H 2 (g) CH 4 (g) + 2H 2 O(g) ΔH 1 反应 II : CO 2 (g) + H 2 (g) CO(g) + H 2 O(g) ΔH 2 调节 ) n( H 2 )/ ) n( CO 2 ) = 4 ,充入合成塔, 当气体总压强为 0.1 MPa ,平衡时各物质的物质的量分数如题 20 图- 2 所示;不同压强时, CO 2 的平衡转化率如题 20 图- 3 所示: 1 反应 CO 2 (g) + CH 4 (g) 2CO(g) + 2H 2 (g) 的 △ H = ________( 用 ΔH 1 、 ΔH 2 表示 ) 。 2 题 20 图- 2 中, 200 ~ 550 °C 时, CO 2 的物质的量分数随温度升高而增大的原因是 ________________ 。 3 题 20 图- 3 中,相同温度下,压强越大, CO 2 的平衡转化率越大,其原因是 ______________________ ;在压强为 10 MPa 时,当温度在 200 ~ 800 °C 范围内,随温度升高, CO 2 的平衡转化率始终减小,其原因是 ________________________ 。