二甲醚(CH
3OCH
3)和甲醇(CH
3OH)被稱為21世紀(jì)的新型燃料.以CH和H
2O為原料制備二甲醚和甲醇的工業(yè)流程如下:請回答下列有關(guān)問題:
(1)在一定條件下,催化反應(yīng)室1中發(fā)生反應(yīng):CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g)△H<0.在其它條件不變的情況下降低溫度,逆反應(yīng)速率將
(填“增大”、“減小”或“不變”).將1mol CH
4和2mol H
2O通入催化反應(yīng)室1(假設(shè)容積為100L),10min末有0.1mol CO生成,則10min內(nèi)反應(yīng)的平均速率v(H
2)=
.在催化反應(yīng)室3中(假設(shè)容積為V L)發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)△H=-Q kJ?mol
-1.
①將a mol CO與2a mol H
2通入催化反應(yīng)室3,則反應(yīng)達(dá)到平衡時,放出熱量
(大于,小于,等于) 2aQ kJ.
②一定條件下的密閉容器中,該反應(yīng)達(dá)到平衡,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是
(填字母編號).
a.高溫高壓 b.加入催化劑 c.增加H
2的濃度d.增加CO的濃度 e.分離出甲醇
③在一定條件下,若CO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
(用含a、V的代數(shù)式表示).
(3)二甲醚(CH
3OCH
3)也是一種重要的清潔燃料,可替代氟利昂作制冷劑等,對臭氧層無破壞作用.利用甲醇可以合成二甲醚,反應(yīng)原理為:2CH
3OH(g)?CH
3OCH
3(g)+H
2O(g).某溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為400.此溫度下,在密閉容器中加入CH
3OH,反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下:
物質(zhì) | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
濃度/(mol?L-1) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
若加入CH
3OH后,經(jīng)10min反應(yīng)達(dá)到平衡,此時CH
3OH的轉(zhuǎn)化率為
,體系CH
3OCH
3的體積分?jǐn)?shù)
(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).