能源短缺是人类面临的重大问题.甲醇是一种可再生资源,具有广泛的开发和应用前景,因此甲醇被称为21世纪的新型材料.工业上用CO生产甲醇,一定条件下发生反应;CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4molH2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化图.请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线
 
(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于
 
(填“吸热”或“放热”)反应.
(2)根据“图2”判断,下列说法不正确的是
 

A.起始充入的CO为1mol
B.增加CO浓度,CO的转化率增大
C.容器中压强恒定时,反应已达到平衡状态
D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1mol CO和2mol H2,在再次达到平衡时
n(CH3)OH
n(CO)
会增大
(3)从反应开始到建立平衡,v(H2)=
 
;该温度下CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的化学平衡常数为
 
,若保持其它条件不变,将反应体系升温,则该反应的化学平衡常数将
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1>P2,).
(5)科学家常用
 
(填仪器名称)来直接测定某一反应的反应热,现测得:CH3OH(g)+
3
2
O2=CO2(g)+2H2O(g)△H=-192.9KJ/mol,又知H2O(l)=H2O(g)△=44KJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式
 

除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4,继续除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气.
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)
高温
CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应.
①此反应的化学平衡常数表达式为
 

②下列能增大碳的转化率的措施是
 

A.加入C(s)    B.加入H2O(g)  C.升高温度    D.增大压强
(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:
CH4(g)+
3
2
O2(g)?CO(g)+2H2O(g)△H=-519kJ?mol-.工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)
①X在750℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×l05倍:
②Y在600℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍:
③Z在440℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是
 
(填“X“或“Y”或“Z”),选择的理由是
 

(3)请在答题卡的坐标图中,画出上述反应在有催化剂情况下反应过程中体系能量变化曲线.
(4)合成气合成甲醇的主要反应是:
 2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-519kJ?mol-,t℃下此反应的平衡常数为160.此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应l0min后测得各组分的浓度如下:
物质  H2  CO  CH3OH
浓度(mol?L-1  0.2  0.1  0.4
①该时间段内反应速率v(H2)=
 
mol?L-1?min-1
②比较此时正、逆反应速率的大小:V
 
V(填“>”、“<”或“=”)
 0  138285  138293  138299  138303  138309  138311  138315  138321  138323  138329  138335  138339  138341  138345  138351  138353  138359  138363  138365  138369  138371  138375  138377  138379  138380  138381  138383  138384  138385  138387  138389  138393  138395  138399  138401  138405  138411  138413  138419  138423  138425  138429  138435  138441  138443  138449  138453  138455  138461  138465  138471  138479  203614 

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