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甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应①和反应②,用CH4和H2O为原料来制备甲醇(CH3OH).①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H1②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2将0.20molCH4和0.30
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问题描述:

甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应①和反应②,用CH4和H2O为原料来制备甲醇(CH3OH).

①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)△H1

②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H2

将0.20mol CH4和0.30mol H2O(g)通入容积为10L的密闭容器中,在一定条件下发生①反应,达到平衡时,CH4的转化率与温度、压强的关系如图.

(1)温度不变,缩小体积,增大压强,①的反应速率______(填“增大”、“减小”或“不变”),平衡向______方向移动.

(2)反应①的△H1______0(填“<”、“=”或“>”).

(3)如果反应①达到平衡时所用的时间为2min,求CH4的反应速率及化学平衡常数的值.(写出计算过程).

(4)在100℃压强为0.1MPa条件下,将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下进行②反应,生成甲醇.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表中.请在下表空格中填入剩余的实验条件数据.

1
实验编号T(℃)n (CO)/n(H2)P(MPa)
I150
3
0.1II5III3505

侯杰回答:
  (1)温度不变,缩小体积增大压强,反应速率增大,平衡向气体体积减小的方向移动,即反应①向逆反应移动,故答案为:增大;逆反应;(2)采取控制变量法分析,由图可知压强相同时,到达平衡时,温度越高CH4的转化率...
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