【题目】合成气(CO+H2)广泛用于合成有机物,工业上常采用天然气与水蒸气反应等方法来制取合成气。
(1)在150℃时2L的密闭容器中,将2molCH4和2molH2O(g)混合,经过15min达到平衡,此时CH4的转化率为60%。回答下列问题:
①从反应开始至平衡,用氢气的变化量来表示该反应速率v(H2)=__。
②在该温度下,计算该反应的平衡常数K=__。
③下列选项中能表示该反应已达到平衡状态的是__。
A.v(H2)逆=3v(CO)正
B.密闭容器中混合气体的密度不变
C.密闭容器中总压强不变
D.C(CH4)=C(CO)
(2)合成气制甲醚的反应方程式为2CO(g)+4H2(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=bkJ/mol。有研究者在催化剂(Cu—Zn—Al—O和A12O3)、压强为5.OMPa的条件下,由H2和CO直接制备甲醚,结果如图所示。
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①290℃前,CO转化率和甲醚产率的变化趋势不一致的原因是__;
②b__0,(填“>”或“<”或“=”)理由是__。
(3)合成气中的氢气也用于合成氨气:N2+3H2
2NH3。保持温度和体积不变,在甲、乙、丙三个容器中建立平衡的相关信息如下表。则下列说法正确的是__;
A.n1=n2=3.2 B.φ甲=φ丙>φ乙 C.ν乙>ν丙>ν甲 D.P乙>P甲=P丙
容器 | 体积 | 起始物质 | 平衡时NH3的物质的量 | 平衡时N2的 体积分数 | 反应开始时的速率 | 平衡时容器内压强 |
甲 | 1L | 1molN2+3molH2 | 1.6mol | φ甲 | ν甲 | P甲 |
乙 | 1L | 2molN2+6molH2 | n1mol | φ乙 | ν乙 | P乙 |
丙 | 2L | 2molN2+6molH2 | n2mol | φ丙 | ν丙 | P丙 |