甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH
4和H
2O(g)为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇.请回答下列问题:
(1)将1.0mol CH
4和2.0mol H
2O(g)通入反应室(容积为100L)中,在一定条件下发生反应:
CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g)(Ⅰ)
CH
4的转化率与温度、压强的关系如图1所示.
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H
2表示的平均反应速率为
0.0030mol?L-1?min-1
0.0030mol?L-1?min-1
.
②图中的p
1<
<
p
2(填“<”、“>”或“=”),100℃时的平衡常数为
2.25×10-4
2.25×10-4
.
③该反应的△H
>
>
0,△S
>
>
0(填“<”、“>”或“=”).
(2)在压强为0.1MPa条件下,a mol CO与3a mol H
2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:
CO(g)+2H
2(g)?△H<0 (Ⅱ)
①若容器的容积不变,下列措施可增大甲醇产率的是
BD
BD
(填序号).
A.升高温度
B.将CH
3OH(g)从体系中分离出来
C.恒容下充入He,使体系的总压强增大
D.再充入a mol CO和3a mol H
2②为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在了下面的实验设计表中.
实验编号 |
T(℃) |
n(CO)/n(H2) |
ρ(MPa) |
1 |
150 |
|
0.1 |
2 |
n |
|
5 |
3 |
350 |
m |
5 |
a.表中剩余的实验数据:n=
150
150
,m=
.
b.根据反应Ⅱ的特点,如图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线,请指明图2中的压强p
x=
0.1
0.1
MPa.