Question

（6分）合成气经压缩升温后进入10m³甲醇合成塔，在催化剂作用下，进行甲醇合成，主要反应是：2H₂(g) + CO(g) CH₃OH(g) △H =-181.6kJ·mol^-1。T₄℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入CO、H₂，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	H2	CO	CH3OH
浓度/（mol·L^－^1）	0.2	0.1	0.4

⑴ 比较此时正、逆反应速率的大小：v_正         v_逆 （填“>”、“<”或“＝”)。

⑵ 若加入同样多的CO、H₂，在T₅℃反应，10 min后达到平衡，此时c(H₂)＝0.4 mol·L^－1，则该时间内反应速率v(CH₃OH) ＝               mol·(L·min)^－1。

⑶ 生产过程中，合成气要进行循环，其目的是                                   。

Answer

⑴ >   ⑵ 0.03 mol·L－1·min－1  ⑶  提高原料CO、H2的利用率（或提高产量、产率亦可）。

【解析】（1）根据物质的浓度可知，此时＜160，所以反应向正反应方向进行，即正反应速率大于逆反应速率。

（2）根据（1）可知，起始时氢气的浓度是1.0mol/L，所以在（2）中氢气的浓度变化量是0.6mol/L，则生成甲醇是0.3mol/L，则甲醇的反应速率是0.3mol/L÷10min＝0.03 mol·L－1·min－1。

（3）生产过程中，合成气进行循环，可以提高原料CO、H2的利用率。