综合题10.0分
化学

27.水煤气法制甲醇工艺流程框图如下

(注:除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成)

(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。① 此反应的化学平衡常数表达式为(                      );

②下列能提高碳的平衡转化率的措施是(      ) 。

A.加入C(s)     

B.加入(g)     

C.升高温度     

D.增大压强

(2)将转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:

 。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)

① X在时催化效率最高,能使正反应速率加快约倍;

② Y在时催化效率最高,能使正反应速率加快约倍;

③ Z在时催化效率最高,能使逆反应速率加快约倍;

已知:T1>T2>T3,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)合成气经压缩升温后进入甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要

反应是:  

已知:  

①上述反应中△H1=(           )

下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

比较此时正、逆反应速率的大小:v正(       )v逆 (填“>”、“<”或“=”)。

③若加入等物质的量的CO、,在T5℃反应10 min后达到平衡,此时c()=0.4 , c(CO)=0.7 、则该时间内反应速率v() =(        )

(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是(                                    )。




















正确答案及相关解析

正确答案

(1)

;          

②BC

(2)Z ,催化效率高且活性温度低(或催化活性高速度快,反应温度低产率高)

(3)

①-129.6      

②    >      

③0.03 mol·L-1·min-1

(4)提高原料CO、H2的利用率(或提高产量、产率亦可)。

解析

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知识点

画元素的原子结构示意图