將水煤氣轉化成合成氣，然后合成各種油品和石化產品是化工的極為重要的領域。除去水蒸氣后的水煤氣主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4，繼續(xù)除去H2S后，可采用催化或非催化轉化技術，將CH4轉化成CO，得到CO、CO2和H2的混合氣體，是理想的合成甲醇原料氣。

(1)制水煤氣的主要化學反應方程式為：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，此反應是吸熱反應。

①此反應的化學平衡常數(shù)表達式為 。

②下列能增大碳的轉化率的措施是 。

A．加入C(s) B．加入H2O(g) C．升高溫度 D．增大壓強

(2)將CH4轉化成CO，工業(yè)上常采用催化轉化技術，其反應原理為：CH4(g)+3/2O2(g) CO(g)+2H2O(g) ΔH=-519 kJ/mol。工業(yè)上要選擇合適的催化劑，分別對X、Y、Z三種催化劑進行如下實驗(其他條件相同)

①X在750℃時催化效率最高，能使正反應速率加快約3×105倍；

②Y在600℃時催化效率最高，能使正反應速率加快約3×105倍；

③Z在440℃時催化效率最高，能使逆反應速率加快約1×106倍；

已知根據(jù)上述信息，你認為在生產中應該選擇的適宜催化劑是 (填“X”、“Y”或“Z”)，選擇的理由是 。

 

(1)①K=c(CO)c(H2)/c(H2O)

②B、C (2)Z 催化劑效率高且活性溫度低

【解析】(1)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)表達式為K=c(CO)c(H2)/c(H2O)。增大C的轉化率，需要使平衡向正反應方向移動，C為固體對平衡移動無影響；加入H2O(g)平衡向正反應方向移動，C的轉化率增大；正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動；增大壓強，平衡向逆反應方向移動。

(2)催化劑對正逆反應速率的改變程度是相同的，Z對反應速率的影響最大，且反應需要的溫度最低，有利于提高經(jīng)濟效益

 

練習冊系列答案
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A．22.30 mL B．22.35 mL C．23.65 mL D．23.70 mL

 

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下列現(xiàn)象或事實不能用同一原理解釋的是( )

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A.混合氣體→A→E→B→C→D→B

B.混合氣體→C→D→E→E→A

C.混合氣體→A→E→D→E→B→C→B

D.混合氣體→B→E→A→D→C

 

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B.蔗糖、麥芽糖的分子式都是C12H22O11，二者互為同分異構體

C.在水溶液里，乙酸分子中的—CH3可以電離出H+

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A．若生成1 mol Fe，則吸收的熱量小于a kJ

B．若要提高CO的轉化率，則應該加入適當?shù)倪^量FeO

C．若容器內壓強不隨時間變化，則可以判斷該反應已達到化學平衡狀態(tài)

D．達到化學平衡狀態(tài)時，若c(CO)=0.100 mol/L，則c(CO2)=0.026 3 mol/L

 

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根據(jù)以上數(shù)據(jù)，下列敘述正確的是( )

A．在上述條件下反應生成1 mol SO3固體放熱Q/2 kJ B．2Q3<2Q2=Q1<Q

C．Q1=2Q2=2Q3=Q D．2Q2=2Q3<Q1<Q

 

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C.若溶液中粒子濃度關系為c(H+)+c(H2Y)=c(OH-)+c(Y2-),則NaHY的水溶液一定顯堿性

D.將NaHY晶體加入水中一定能促進水的電離

 

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