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甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)……Ⅰ。CH4的转化率与温度、压强的关系如下图。
①已知100 ℃压强为p1时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的p1 p2(填“<”“>”或“=”),100 ℃压强为p2时平衡常数为 。
③该反应的ΔH 0(填“<”“>”或“=”)。
(2)在一定条件下,将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<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CH3OH(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 H2
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px= MPa。
实验编号 | T/℃ | n(CO)/n(H2) | p/MPa |
1 | 150 | 1/3 | 0.1 |
2 | a | 1/3 | 5 |
3 | 350 | b | 5 |
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甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O为原料来制备甲醇．
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L)，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2(g)……Ⅰ，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图．
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H2表示的平均反应速率为________．
②图中的P1________P2(填“＜”、“＞”或“＝”)，100℃时平衡常数的值为________．
③在其它条件不变的情况下降低温度，逆反应速率将________(填“增大”“减小”或“不变”)．
(2)在压强为0.1 MPa条件下，将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ．
④该反应的ΔH________0，ΔS________0(填“＜”、“＞”或“＝”)．
⑤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CH3OH(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 H2
⑥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设计表中．
A．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据．
B．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，画出其在0.1 MPa和5 MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明各条曲线的压强．
