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除去杂质后的水煤气主要含H 2 、CO，是理想的合成甲醇的原料气。

来源：学生作业帮 编辑：百度作业网作业帮 分类：化学作业 时间：2024/07/14 03:45:44
除去杂质后的水煤气主要含H 2 、CO，是理想的合成甲醇的原料气。
（1）生产水煤气过程中有以下反应：①C(s)+CO 2( g) 2CO(g)  △H 1 ；
②CO(g)+H 2 O(g) H 2 (g)+CO 2 (g)  △H 2 ；③C(s)+H 2 O(g) CO(g)+H 2 (g)  △H 3 ；
上述反应△H 3 与△H 1 、△H 2 之间的关系为                         。
（2）将CH 4 转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：2CH 4 (g)＋3O 2 (g) 4CO(g)＋4H 2 O(g)   △H=－1038kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件相同）：
①X在750℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10 5 倍；
②Y在600℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10 5 倍；
③Z在440℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×10 6 倍；
根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是        （填“X”或“Y”或“Z”），选择的理由是                                                        ；
（3）请在答题卡中，画出（2）中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。
（4）合成气合成甲醇的主要反应是：2H 2 (g)+CO(g) CH 3 OH(g) △H=－90.8kJ·mol －1 ，T℃下此反应的平衡常数为160。
此温度下，在密闭容器中开始只加入CO、H 2 ，反应10min后测得各组分的浓度如下：
物质
 H 2
CO
 CH 3 OH
浓度/（mol·L －1 ）
 0.20
 0.10
 0.40
 
①该时间段内平均反应速率v(H 2 )=                         。
②比较此时正、逆反应速率的大小：v(正)        v (逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）
（5）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是                                   。
除去杂质后的水煤气主要含H 2 、CO，是理想的合成甲醇的原料气。
（16分）

（1）△H 3 =△H 1 +△H 2 （2分）

（2）Z（2分） 催化效率高且活性温度低，节能（或催化活性高、速度快，反应温度低）（3分）

（3）画图如下（3分）：



（4）①0.080 mol·L －1 ·min －1 （2分）     ②＞（2分）

（5）提高原料利用率（或提高产量、产率也可）（2分）


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