能源短缺是人类面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)+Q
1反应Ⅱ:CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(g)+H
2O(g)+Q
2下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)
| 温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
| K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
(1)在一定条件下将2mol CO和6mol H
2充入2L的密闭容器中发生反应I,5分钟后测得c(CO)=0.2mol/L,计算此段时间的反应速率(用H
2表达)
mol/(L?min).
(2)由表中数据判断Q
1
0(填“>”、“<”或“=”).
(3)若容器容积不变,下列措施可提高反应I中CO转化率的是
(选填编号).
a.充入CO,使体系总压强增大 b.将CH
3OH(g)从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大 d.原料气循环使用
(4)写出反应Ⅱ的平衡常数表达式:K=
;由于CO
2化学惰性很大,因此找到合适的催化剂是实现该反应工业化的关键.该反应使用催化剂无法达到的效果是
(选填编号).
a.提高甲醇的单位时间产量 b.提高CO
2的转化率 c.缩短达到平衡所需时间.