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CH 4 和H 2 O为原料来制备甲醇。 (1)将1.0 mol CH 4 和2.0 mol H 2 O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应: CH 4 (g)+H 2 O(g) CO(g)+3H 2 (g)……Ⅰ,CH 4 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H 2 表示的平均反应速率为 _ 。 ②图中的P 1 _ _ P 2 (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 H 2 的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H 2 (g) CH 3 OH(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CH 3 OH(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 H 2 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(H 2 ) 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。