Question

能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

(1) 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）H₁

反应Ⅱ：CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）H₂

①上述反应符合“原子经济”原则的是        (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)；

②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断H₁             ０(填“>”“=”或“<”)；

③某温度下，将２molCO和６molH₂充入２L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(CO)=0.2mol·L^－1，则CO的转化率为        .

（2）合成气经压缩升温后进入10m³甲醇合成塔，在催化剂作用下，通过反应Ⅰ进行甲醇合成，T₄℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入CO、H₂，反应到某时刻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 比较此时正、逆反应速率的大小：v_正         v_逆 （填“>”、“<”或“＝”)。

② 若加入CO、H₂后，在T₅℃反应10min达到平衡，c(H₂)＝0.4 mol·L^－1，则该时间内反应速率v(CH₃OH) ＝               mol·(L·min)^－1。

（3）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是                       。

Answer 1

⑴ ① Ⅰ（1分）   ② <  （1分）  ③ 80% （2分）

（2）①>  （2分）   ②0.03 mol·L^－1·min^－1。（2分）

（3）提高原料利用率（或提高产量、产率亦可）。（2分）