二甲醚和甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料,以CH
4和H
2O為原料制備二甲醚和甲醇的工業(yè)流程如圖1:
I:(1)在一定條件下,容積為 100L密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g);△H>0
將1.0mol CH
4和2.0mol H
2O(g)通入該密閉容器 l0min時有0.1mol CO生成,則10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(H
2)
0.0003mo1?L-1?min-1
0.0003mo1?L-1?min-1
.
(2)在壓強(qiáng)為0.1MPa條件下,容積為V L某密閉容器中a mol CO與 2a mol H
2在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)平衡時CO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2.
①該反應(yīng)的△H
<
<
0 (填“<”、“>”或“=”).
②100℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
(用含a、V的代數(shù)式表示).
③在溫度容積不變的情況下,向該密閉容器再增加a mol CO與 2a mol H
2,達(dá)到新平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率
增大
增大
(填“增大”、“減小”或“不變”).平衡常數(shù)
不變
不變
(填“增大”、“減小”或“不變”)
④在某溫度下,向一個容積不變的密閉容器中通入2.5mol CO和7.5mol H
2反應(yīng)生成CH
3OH(g),達(dá)到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為90%,此時容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時的
0.55
0.55
倍.
II:某溫度下,向密閉容器中充入2.0mol CO和1.0mol H
2O,發(fā)生反應(yīng):
CO(g)+H
2O(g)?CO
2(g)+H
2(g).CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化關(guān)系如圖2,回答下列問題:
(1)如果一個可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K值很大,下列說法正確的是
C
C
(填字母).
A.該反應(yīng)的反應(yīng)物混合后很不穩(wěn)定
B.該反應(yīng)一旦發(fā)生將在很短的時間內(nèi)完成
C.該反應(yīng)達(dá)平衡時至少有一種反應(yīng)物的百分含量很小
D.該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng) E.該反應(yīng)使用催化劑意義不大
(2)t
2時刻向平衡體系中再通入1.0mol H
2O(g),請在原坐標(biāo)圖3中將改變這一條件后CO的轉(zhuǎn)化率的變化結(jié)果表示出來.