【题目】甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(KⅠ):
温度 | 250 ℃ | 300 ℃ | 350 ℃ |
KⅠ | 2.0 | 0.27 | 0.012 |
(1)在一定条件下将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中发生反应Ⅰ,5 min后测得c(CO)=0.4 mol·L-1,计算可得此段时间的反应速率(用H2表示)为________mol·L-1·min-1。
(2)由表中数据判断ΔH1______(填“>”“<”或“=”)0;反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH3=_________(用ΔH1和ΔH2表示)。
(3)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是______(填序号)。
a.充入CO,使体系总压强增大
b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大
d.使用高效催化剂
(4)写出反应Ⅱ的化学平衡常数表达式:KⅡ=__________________;保持恒温恒容,将反应Ⅱ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍,则化学平衡_______(填“正向”“逆向”或“不”)移动,平衡常数KⅡ__________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。