合成气经压缩升温后进入10m
3的甲醇合成塔中,在催化剂的作用下进行甲醇合成,主要反应是:
2H
2(g)+CO(g)?CH
3OH(g)+181.6kJ.
已知:某温度下(设温度为T
1℃)此反应的平衡常数为160.
(1)此温度下,在密闭容器中加入一定量的CO和H
2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下表:
物质 | H2 | CO | CH3OH |
浓度/(mol/L) | 0.2 | 0.1 | 0.4 |
比较此时正、逆反应速率的大小:v
正
v
逆 (填“>”、“<”或“=”);若加入与上述同样多的CO和H
2,在T
2℃条件下反应,10min后达平衡时c(H
2)=0.4mol/L,则该时间内反应速率v(CH
3OH)=
mol/(L?min);
(2)在一定条件的密闭恒容的容器中,下列式子或文字描述能表示上述反应达到化学平衡状态的是
(选填序号);
a.2v
逆(CO)=v
正(H
2) b.c(CO):c(H
2):c(CH
3OH)=1:2:1
c.混合气体的平均式量保持不变d.混合气体的密度保持不变
(3)上述反应达到平衡后,下列说法正确的是
(选填序号);
a.其他条件不变,增大压强,平衡常数K<160
b.其他条件不变,温度升高,平衡常数K会减小
c.其他条件不变,若同比例地增加CO和H
2的量平衡不会发生移动
d.其他条件不变,增大甲醇的物质的量,正反应速率也会随之逐渐增大
(4)寻找合适的催化剂来改善上述合成甲醇的条件一直是研究课题.现分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件均相同):
①X在T
1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×10
5倍;
②Y在T
2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×10
5倍;
③Z在T
3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×10
6倍;
已知:T
1>T
2>T
3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂并简述理由:
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