甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。 (1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①已知100°C时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为________。 ②图中的p1________p2(填“<”“>”或“=”),100°C时平衡常数为________。 ③在其他条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)在压强为0.1 MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ。 ④该反应的ΔH________0,ΔS________0(填“<”“>”或“=”)。 ⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________。 A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离 C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1 mol CO和3 mol H2 ⑥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。
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