甲醇水蒸氣重整制氫方法是目前比較成熟的制氫方法,且具有良好的應(yīng)用前景。甲醇水蒸氣重整制氫的部分反應(yīng)過(guò)程如圖所示,回答下列問(wèn)題:
(1)已知一定條件下
反應(yīng)Ⅰ:CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)ΔH1=+90.7kJ/mol
反應(yīng)Ⅲ:CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH3=+49.5kJ/mol
①反應(yīng)Ⅰ的ΔS
>
>
0(填“>”、“=”或“<”),該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是 高溫
高溫
(填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)。
②該條件下反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式是 H2O(g)+CO(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH=41.2kJ/mol
H2O(g)+CO(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH=41.2kJ/mol
。
(2)已知反應(yīng)Ⅱ在進(jìn)氣比[n(CO):n(H2O)]不同時(shí),在不同溫度(T1、T2)下,測(cè)得相應(yīng)的CO的平衡轉(zhuǎn)化率如圖。
①比較T1、T2的大小,并解釋原因:T1<T2,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO平衡轉(zhuǎn)化率減小
T1<T2,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO平衡轉(zhuǎn)化率減小
。
②A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)是 1
1
。
③T1溫度時(shí),t時(shí)刻各物質(zhì)的濃度如表。
|
CO |
H2O |
H2 |
CO2 |
t時(shí)刻濃度(mol/L) |
1.2 |
0.2 |
0.8 |
0.8 |
判斷t時(shí)刻v(正)、v(逆)的大小關(guān)系為:v(正)
<
<
v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
④當(dāng)不同的進(jìn)氣比達(dá)到相同的CO平衡轉(zhuǎn)化率時(shí),對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度和進(jìn)氣比的關(guān)系是
進(jìn)氣比越大,反應(yīng)溫度越低
進(jìn)氣比越大,反應(yīng)溫度越低
。