甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上通過(guò)下列反應(yīng)I和Ⅱ,用CH4和H2O為原料來(lái)制備甲醇.
(1)將1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反應(yīng)室(容積為100L),在一定條件下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)Ⅰ
CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1.①已知100℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min,則用H2表示的平均速率為
0.0030mol?L-1?min-1
0.0030mol?L-1?min-1
.
②圖中的P1<
<
P2(填“<”、“>”或“=”),100℃時(shí)平衡常數(shù)的值為2.25×10-4
2.25×10-4
.
③在其它條件不變的情況下降低溫度,逆反應(yīng)速率將減小
減小
(填“增大”“減小”或“不變”).
(2)在壓強(qiáng)為0.1MPa條件下,將a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)Ⅱ.
④該反應(yīng)的△H<
<
0,△S<
<
0(填“<”、“>”或“=”).
⑤若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是BD
BD
.
A.升高溫度 B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大 D.再充入1mol CO和3mol H2
⑥為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中.
實(shí)驗(yàn)編號(hào) |
T(℃) |
n(CO)/n(H2) |
P(MPa) |
i |
150 |
|
0.1 |
ii |
150 150 |
|
5 |
iii |
350 |
|
5 |
A.請(qǐng)?jiān)谏媳砜崭裰刑钊胧S嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù).
B.根據(jù)反應(yīng)Ⅱ的特點(diǎn),在給出的坐標(biāo)圖中,畫(huà)出其在0.1MPa和5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢(shì)曲線示意圖(如圖2),并標(biāo)明各曲線的壓強(qiáng).