Question

將水煤氣化轉化成合成氣，然后合成各種油品和石化產品是化工的極為重要的領域．除去水蒸氣后的水煤氣主要含H₂、CO、CO₂及少量的H₂S、CH₄，繼續除去H₂S后，可采用催化或非催化轉化技術，將CH₄轉化成CO，得到CO、CO₂和H₂的混合氣體，是理想的合成甲醇原料氣．

(1)制水煤氣的主要化學反應方程式為：C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)，此反應是吸熱反應．

①此反應的化學平衡常數表達式為________；

②下列能增大碳的轉化率的措施是________；

A．加入C(s)

B．加入H₂O(g)

C．升高溫度

D．增大壓強

(2)將CH₄轉化成CO，工業上常采用催化轉化技術，其反應原理為：

CH₄(g)＋3/2O₂(g)CO(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－519 kJ/mol．工業上要選擇合適的催化劑，分別對X、Y、Z三種催化劑進行如下實驗(其他條件相同)

①X在750℃時催化效率最高，能使正反應速率加快約3×10⁵倍；

②Y在600℃時催化效率最高，能使正反應速率加快約3×10⁵倍；

③Z在440℃時催化效率最高，能使逆反應速率加快約1×10⁶倍；

已知根據上述信息，你認為在生產中應該選擇的適宜催化劑是________(填“X”或“Y”或“Z”)，選擇的理由是________；

(3)合成氣經壓縮升溫后進入甲醇合成塔，在催化劑作用下，進行甲醇合成，主要反應如下：

2H₂(g)＋CO(g)CH₃OHg)；ΔH＝－90.8 kJ·mol^－1，T℃下此反應的平衡常數為160．此溫度下，在密閉容器中開始只加入CO、H₂，反應10 min后測得各組分的濃度如下：

①該時間段內反應速率v(H₂)＝________mol^－1·L^－1·min^－1．

②比較此時正、逆反應速率的大�。簐_正________v_逆(填“＞”、“＜”或“＝”)

(4)生產過程中，合成氣要進行循環，其目的是________．

Answer 1

答案：