甲醇、二甲醚(CH
3OCH
3)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)
ΔH
1反应Ⅱ:CO
2(g)+3H
2(g)
⇌CH
3OH(g)+H
2O(g)
ΔH
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
Ⅰ):
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
KⅠ | 2.0 | 0.27 | 0.012 |
(1)在一定条件下将2molCO和6molH
2充入2L的密闭容器中发生反应Ⅰ,5min后测得c(CO)=0.4mol·L
-1,计算可得此段时间的反应速率(用H
2表示)为
_______mol·L
-1·min
-1。
(2)由表中数据判断ΔH
1_______(填“>”“<”或“=”)0;反应CO
2(g)+H
2(g)
⇌CO(g)+H
2O(g)
ΔH
3=
_______(用ΔH
1和ΔH
2表示)。
(3)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅰ中CO平衡转化率的是
_______(填序号)。
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.使用高效催化剂
(4)在T
2K、1.0×10
4kPa下,等物质的量的CO与CH
4混合气体发生如下反应:CO(g)+CH
4(g)
⇌CH
3CHO(g)。反应速率

=
正-
逆=k
正P(CO)·P(CH
4)-k
逆P(CH
3CHO),

、

分别为正、逆向反应速率常数,p为气体的分压(气体分压p=气体总压p
总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数K
P=4.5×10
-5(kPa)
-1,则CO的转化率为20%时,
_______。