Question

甲醇合成反應為：工業(yè)上用天然氣為原料，分為兩階段：

Ⅰ、制備合成氣：。為解決合成氣中H₂過量CO不足問題，原料氣中添加CO₂：。為了使合成氣配比最佳，理論上原料氣中甲烷與二氧化碳體積比為_________

Ⅱ、合成甲醇：（1）反應過程中物質能量變化如右圖所示。

寫出合成甲醇的熱化學方程式_________________。

實驗室在1L密閉容器中進行模擬合成實驗。將1molCO和2molH₂通入容器中，分別恒溫在300℃和500℃ 反應，每隔一定時間測得容器中甲醇的濃度如下：

	10min	20min	30min	40min	50min	60min
300℃	0.40	0.60	0.75	0.84	0.90	0.90
500℃	0.60	0.75	0.78	0.80	0.80	0.80

（2）在300℃ 反應開始10分鐘內，H₂的平均反應速率_____________

（3）500℃ 平衡常數K=___________

（4）在另一體積不變的容器中，充入1.2molCO₂和2.0molH₂，一定條件下達到平衡，測得容器內壓強為起始的一半。計算該條件下H₂轉化率。（寫出計算過程）

Answer 1

1. 3:1     （2分）

2.（1）CO(g)＋2H₂(g) = CH₃OH(g)  ΔH=(a-b)kJ/mol [ΔH=-(b-a)kJ/mol    （2分）

(2) 0.080mol/L?min  (沒有單位扣1分)    （2分）

    (3) 25 mol^-2?L²(沒有單位扣1分)                   （2分）

(4)                   CO(g)＋2H₂(g) = CH₃OH(g)     總的物質的量/mol

      起始的物質的量/mol   1.2    2                       3.2

轉化的物質的量/mol    x     2x       x

平衡時物質的量/mol   1.2-x  2-2x     x             3.2-2x

     
        x =  0.80        （2分）

 H₂的轉化率= (2×0.80/2.0)100% = 80%      （2分）