煤的液化是把固體煤炭通過化學(xué)加工過程,使其轉(zhuǎn)化成為液體燃料、化工原料和產(chǎn)品的先進(jìn)潔凈煤技術(shù),其中合成CH
3OH 是最重要的研究方向之一.
(1)在2L的密閉容器中,由CO
2和H
2合成甲醇CO
2(g)+3H
2(g)═CH
3OH(g)+H
2O(g),在其他條件不變的情況下,探究溫度對反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示(注:T
2>T
1均大于300℃).
①溫度為T
2時(shí),從反應(yīng)開始到平衡,生成甲醇的平均反應(yīng)速率為
②通過分析圖1,可以得出溫度對反應(yīng)CO
2(g)+3H
2(g)═CH
3OH(g)+H
2O(g)的影響可以概括為
③下列情形能說明上述反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是
a.體系壓強(qiáng)保持不變.
b.密閉容器中CO
2、H
2、CH
3OH(g)、H
2O(g)4種氣體共存
c.CH
3OH與H
2物質(zhì)的量之比為1:3.
d.每消耗1mol CO
2的同時(shí)生成3molH
2④已知H
2(g)和CH
3OH(l)的燃燒熱△H分別為-285.8kJ?mol
-1和-726.5kJ?mol
-1,寫出由CO
2和H
2生成液態(tài)甲醇和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
.
(2)在容積可變的密閉容器中,由CO和H
2合成甲醇CO(g)+2H
2(g)═CH
3OH(g),CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示.
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
,250℃、0.5×10
4kPa下的平衡常數(shù)
300℃、1.5×10
4kPa下的平衡常數(shù)(填“>”、“<”或“=”)
②工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中,該反應(yīng)條件控制在250℃、1.3×10
4kPa左右,選擇此壓強(qiáng)而不選擇更高壓強(qiáng)的理由是
③在圖2中畫出350℃時(shí)CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)變化的大致曲線.