甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。工业上用天

甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:

i制备合成气CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) 

ii合成甲醇CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 

请回答下列问题:

1)制备合成气:将1.0mol CH42.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应(i);CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图27-1所示。

①已知100℃时达到平衡的时间为5min,则从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为:v(H2) = ▲ 

100℃时该反应的平衡常数K== ▲ ;若升高温度,平衡常数K ▲ (填“增大”、”“减小”或“不变”)。   

②图中p1 ▲ p2(填“<”、”“>”或“=”)。

③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应如下:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为 ▲     

2)合成甲醇:Cu2O/ZnO作催化剂的条件下2L的密闭容器中通入1mol

CO(g)2mol H2(g),发生反应(ii)

     ①反应ii)需在  高温低温才能自发进行

     据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2 有利于维持Cu2O的量不变,原因是  (用化学方程式表示)。

答案

(14分,每空2) 1①0.003mol·L-1min-1 2分)

K== 2.25×10-4; 增大。 ② < 2分)  ③ 3:1  2分)(2低温 (2分)  ② Cu2O+CO2Cu+CO2 2分) 无可逆箭头不计分

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