12.使用石油热裂解的副产物CH4来制取CO和H2 , 其生产流程如图1:
(1)此流程的第Ⅰ步反应为:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g),一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图2.则P1 < P2 . (填"<"、">"或"=")100℃时,将1mol CH4和2mol H2O通入容积为100L的恒容密闭容器中,达到平衡时CH4的转化率为0.5.此时该反应的平衡常数K=________
此流程的第Ⅱ步反应的平衡常数随温度的变化如表:
温度/℃ 400 500 830 平衡常数K 10 9 1 从表中可以推断:该反应是________ 反应(填"吸热"或"放热"),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,反应达到平衡时,CO的转化率为________ .如图3表示该反应在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件引起浓度变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是________ (写出一种).
(2)工业上常利用反应Ⅰ产生的CO和H2合成可再生能源甲醇.
①已知CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283.0kJ•mol﹣1和726.5kJ•mol﹣1 , 则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为________
②合成甲醇的方程式为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H<0.在230°C〜270℃最为有利.为研究合成气最合适的起始组成比n(H2):n(CO),分别在230℃、250℃和270℃进行实验,结果如图4所示.其中270℃的实验结果所对应的曲线是________ (填字母);当曲线X、Y、Z对应的投料比达到相同的CO平衡转化率时,对应的反应温度与投较比的关系是________
③当投料比为1:1,温度为230℃,平衡混合气体中,CH3OH的物质的量分数为________ (保留1位小数).
三、解答题