甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH 4 和H 2 O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。

甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH 4 和H 2 O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH 4 和2.0 mol H 2 O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH 4 (g)+H 2 O(g) CO(g)+3H 2 (g)……Ⅰ。CH 4 的转化率与温度、压强的关系如下图。

①已知100 ℃压强为 p 1 时达到平衡所需的时间为5 min,则用H 2 表示的平均反应速率为     
②图中的 p 1      p 2 (填“<”“>”或“="”),100" ℃压强为 p 2 时平衡常数为     
③该反应的Δ H      0(填“<”“>”或“=”)。
(2)在一定条件下,将 a mol CO与3 a mol H 2 的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇: CO(g)+2H 2 (g) CH 3 OH(g) Δ H <0 ……Ⅱ
①若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是(  )
A.升高温度
B.将CH 3 OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H 2
②为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验表格中。
A.下表中剩余的实验条件数据: a =      ; b =
B.根据反应Ⅱ的特点,下图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强 p x =      MPa。
实验编号
T /℃
n (CO)/ n (H 2 )
p /MPa
1
150
1/3
0.1
2
a
1/3
5
3
350
b
5
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天空的心愿 春芽

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(1)①0.003 0 mol·L -1 ·min -1  ②< 2.25×10 -4  ③>
(2)①BD ②150  0.1


(1)① v (H 2 )=3 v (CH 4 )= ×3="0.003" 0 mol·L -1 ·min -1 ;②依据反应式可知增大压强平衡左移,转化率减小,所以 p 1 < p 2 ;用“三部曲”可求出在100 ℃压强为 p 1 时平衡时各物质的浓度分别为 c (CH 4 )="0.005" mol·L -1 、 c (H 2 O)="0.015" mol·L -1 、 c (CO)="0.005" mol·L -1 、 c (H 2 )="0.015" mol·L -1 , K = =2.25×10 -4 ;(2)①C选项相当于减压、D选项相当于加压;②设计实验应该只有一个变量,实验1、2压强不同,温度相同;实验2、3温度不同,其他相同;压强越大转化率越高, p x 的压强小。

1年前

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