中国科学院大连物理研究所的“甲醇制取低碳烯烃（DMTO）技术”获2014年度国家技术发明一等奖，该技术是先由煤气化制取合成气，再由合成气制取甲醇．（1）煤气化包含一系列化学反应，

Question

中国科学院大连物理研究所的“甲醇制取低碳烯烃（DMTO）技术”获2014年度国家技术发明一等奖，该技术是先由煤气化制取合成气，再由合成气制取甲醇．

（1）煤气化包含一系列化学反应，已知：
C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ•mol^-1，
C（s）+CO₂（g）=2CO（g））△H₂=+172kJ•mol^-1；
则反应CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）的△H₃=___kJ•mol^-1；
（2）以投料比(n(H2))/(n(CO))=2制取甲醇，发生反应，CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H，温度、压强与CO的平衡转化率关系如下图所示：
①△H___0，P₁___P₂，（填“>”或“②5MPa、200℃时，M点的V_正___（填“>”或“逆．
③N点CO的平衡转化率为0.8，此时该反应的平衡常数为___（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）．
④若提高起始时的投料比[(n(H2))/(n(CO))]，则CO的平衡转化率将___（填”增大““减小”或“不变”）．
⑤实际工业生产中大多采用的条件为5MPa和230～270℃，由下表可知其优点是___．

方法	催化剂	条件		备注	特点
		压力/MPa	温度/℃
高压法	ZnO-Cr2O3 二元催化剂	25-30	380-400	1924年工业化	（1）催化剂不易中毒，再生困难 （2）副反应多
低压法	CuO-ZnO-Al2O3 三元催化剂	5	230-270	1966年工业化	（1）催化剂易中毒，再生容易 （2）副反应少

（3）对于甲醇制乙烯的反应2CH₃OH（g）=C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H=-29.1kJ•mol^-1，提高甲醇的转化率可采取的措施是___（任写两条）

Answer 1

（1）C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ•mol^-1，①
C（s）+CO₂（g）=2CO（g））△H₂=+172kJ•mol^-1；②
由①-②得CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g），△H₃=-40.7kJ•mol^-1；
故答案为：-40.7；
（2）①由图象可知，一氧化碳转化率随温度升高减小，说明升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，故△H<0；
CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g），增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，故P₁>P₂，
故答案为：；
②5MPa、200℃时，M点在平衡曲线的上方，故应向CO转化率减小的方向移动，即平衡逆向移动，故V_正逆；
故答案为：③设氢气的物质的量为2xmol，则CO的物质的量为xmol，
      CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g），
起始：x      2x
转化：y      2y         y
平衡：x-y     2x-2y      y
CO的平衡转化率=(y)/(x)=0.8，y=0.8x
则CO的物质的量为0.2x，氢气的物质的量为0.4x，CH₃OH的物质的量为0.8x，总的物质的量为1.4x，
CO占(0.2x)/(1.4x)=(1)/(7)，氢气占(2)/(7)，甲醇占(4)/(7)，则CO的分压为(1)/(7)×5=0.714MPa，氢气的分压为1.429MPa，甲醇的分压为2.857MPa，
故Kp=(c(CH3OH))/(c(CO)•c2(H2))=(2.857)/(0.714×1.429×1.429)=1.96（MPa）^-2，
故答案为：1.96（MPa）^-2；
④提高起始时的投料比[(n(H2))/(n(CO))]，相当于增大氢气的浓度，平衡正向移动，CO的平衡转化率将增大，
故答案为：增大；
⑤由表可知其优点是：1、压强低，对设备要求不高；2、反应温度低，节省能源；3、催化剂再生容易，副反应少；
故答案为：1、压强低，对设备要求不高；2、反应温度低，节省能源；3、催化剂再生容易，副反应少；
（3）为提高甲醇的转化率，反应是放热反应，降低温度平衡正向进行；减小压强，平衡正向移动；分离出乙烯，平衡正向移动；
故答案为：降低温度、分离出乙烯．