除去水蒸氣后的水煤氣主要含H
2、CO、CO
2及少量的H
2S、CH
4,繼續(xù)除去H
2S后,可采用催化或非催化轉(zhuǎn)化技術(shù),將CH
4轉(zhuǎn)化成CO,得到CO、CO
2和H
2的混合氣體,是理想的合成甲醇原料氣.
(1)制水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為:C(s)+H
2O(g)
CO(g)+H
2(g),此反應(yīng)是吸熱反應(yīng).
①此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為
②下列能增大碳的轉(zhuǎn)化率的措施是
A.加入C(s) B.加入H
2O(g) C.升高溫度 D.增大壓強(qiáng)
(2)將CH
4轉(zhuǎn)化成CO,工業(yè)上常采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù),其反應(yīng)原理為:
CH
4(g)+
O
2(g)?CO(g)+2H
2O(g)△H=-519kJ?mol
-.工業(yè)上要選擇合適的催化劑,分別對(duì)X、Y、Z三種催化劑進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(其他條件相同)
①X在750℃時(shí)催化效率最高,能使正反應(yīng)速率加快約3×l0
5倍:
②Y在600℃時(shí)催化效率最高,能使正反應(yīng)速率加快約3×10
5倍:
③Z在440℃時(shí)催化效率最高,能使逆反應(yīng)速率加快約1×10
6倍;
根據(jù)上述信息,你認(rèn)為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑是
(填“X“或“Y”或“Z”),選擇的理由是
;
(3)請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的坐標(biāo)圖中,畫(huà)出上述反應(yīng)在有催化劑情況下反應(yīng)過(guò)程中體系能量變化曲線.
(4)合成氣合成甲醇的主要反應(yīng)是:
2H
2(g)+CO(g)?CH
3OH(g)△H=-519kJ?mol
-,t℃下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160.此溫度下,在密閉容器中開(kāi)始只加入CO、H
2,反應(yīng)l0min后測(cè)得各組分的濃度如下:
物質(zhì) |
H2 |
CO |
CH3OH |
濃度(mol?L-1) |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
①該時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率v(H
2)=
mol?L
-1?min
-1.
②比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大小:V
正
V
逆(填“>”、“<”或“=”)