Question

甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。

（1）将1．0 mol CH₄和2．0 mol H₂O（g）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：

CH₄（g）+H₂O（g）CO（g）+3H₂（g）……Ⅰ，CH₄的转化率与温度、压强的关系如右图。

已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,

①则用H₂表示的平均反应速率为_         。

②图中的P₁_      _P₂（填“<”、“>”或“=”），100℃时平衡常数为_                    _。

③在其它条件不变时降低温度，逆反应速率将                                _        _（填“增大” “减小”或“不变”）。

（2）在压强为0．1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）  CH₃OH（g） ……Ⅱ。

④该反应的△H_         _0，△S_       _0（填“<”、“>”或“=”）。

⑤若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是_                    _。

A．升高温度                              

B．将CH₃OH（g）从体系中分离出来

C．充入He，使体系总压强增大              

D．再充入1mol CO和3mol H₂

⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。

l  实验编号	l  T（℃）	l  n （CO）/n（H2）	l  P（MPa）
l  ⅰ	l  150	l  1/3	l  0．1
l  ⅱ	l  _       _	l  _       _	l  5
l  ⅲ	l  350	l  _       _	l  5

A．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

B．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，画出其在0．1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明各条曲线的压强。

Answer

（1）①0．0030mol·L-1·min-1      ②<       2．25×10-4           ③减小

（2）④＜      ＜             ⑤BD (2分)   ⑥A                               

B．

【解析】略