10. 能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是一种可再生能源,具有开发应用的广阔前景,研究甲醇具有重要意义。
(1)利用工业废气中的CO
2可制取甲醇,其反应为:CO
2+3H
2⇌CH
3OH+H
2O。
①常温常压下,已知反应的能量变化如图1、图2所示,由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为
_____。
②为探究用CO
2生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在一恒温恒容密闭容器中,充入lmolCO
2和3molH
2,进行上述反应。测得CO
2和CH
3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡,v(H
2)=
_____;该温度下的平衡常数数值K=
______(保留两位有效数字);能使平衡体系中
增大的措施有
_____(任写一条)。
(2)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种。
①甲醇蒸汽重整法。主要反应为CH
3OH(g)
⇌CO(g)+2H
2(g);设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60molCH
3OH(g),体系压强为P
1,在一定条件下达到平衡时,体系压强为P
2,且P
2/P
1=2.2,则该条件下CH
3OH的平衡转化率为
_____。
②甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO
2—ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图4所示,则当
=0.25时,CH
3OH与O
2发生的主要反应方程式
_____。在制备H
2时最好控制
=
_____。