(本题共8分) 水煤气法制甲醇工艺流程框图如下 (注:除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H 2 ,15~18%的CO,11~13%的CO 2 ,少量的H 2 S、CH 4 ,除去H 2 S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH 4 转化成CO,得到CO、CO 2 和H 2 的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成) (1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H 2 O(g) CO(g)+H 2 (g),此反应是吸热反应。①此反应的化学平衡常数表为 ; ②下列能提高碳的平衡转化率的措施是 。 A.加入C(s) B.加入H 2 O(g) C.升高温度 D.增大压强 (2)将CH 4 转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为: CH 4 (g)+3/2O 2 (g) CO (g)+2H 2 O (g) +519KJ。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同) ① X在T 1 ℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×10 5 倍; ② Y在T 2 ℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×10 5 倍; ③ Z在T 3 ℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×10 6 倍; 已知:T 1 >T 2 >T 3 ,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是 (填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是 。 (3)合成气经压缩升温后进入10m 3 甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H 2 (g) + CO(g) CH 3 OH(g)+181.6kJ。T 4 ℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H 2 ,反应到某时刻测得各组分的浓度如下: 物质 H 2 CO CH 3 OH 浓度/(mol·L - 1 ) 0.2 0.1 0.4 ①比较此时正、逆反应速率的大小: v 正 v 逆 (填“>”、“②若加入同样多的CO、H 2 ,在T 5 ℃反应,10 min后达到平衡,此时c(H 2 )=0.4 mol·L - 1 、c(CO)=0.7 mol·L - 1 、则该时间内反应速率 v (CH 3 OH) = mol·(L·min) - 1 。 (4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是 。