将水煤气化转化成合成气，然后合成各种油品和石化产品是化工的极为重要的领域．除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4，继续除去H2S后，可采用催化或非催化转化技术，

Question

将水煤气化转化成合成气，然后合成各种油品和石化产品是化工的极为重要的领域．除去水蒸气后的水煤气主要含H₂、CO、CO₂及少量的H₂S、CH₄，继续除去H₂S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH₄转化成CO，得到CO、CO₂和H₂的混合气体，是理想的合成甲醇原料气．
（1）制水煤气的主要化学反应方程式为：C（s）+H₂O（g）(高温.)/()CO（g）+H₂（g），此反应是吸热反应．
①此反应的化学平衡常数表达式为

(c(CO)•c(H2))/(c(H2O))

(c(CO)•c(H2))/(c(H2O))

；
②下列能增大碳的转化率的措施是______；
A．加入C（s）B．加入H₂O（g）C．升高温度D．增大压强
（2）将CH₄转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：
CH₄（g）+(3)/(2)O₂（g）⇌CO（g）+2H₂O（g）△H=-519kJ/mol．工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件相同）
①X在750℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10⁵倍；
②Y在600℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10⁵倍；
③Z在440℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×10⁶倍；
已知根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是______（填“X”或“Y”或“Z”），选择的理由是______；
（3）合成气经压缩升温后进入甲醇合成塔，在催化剂作用下，进行甲醇合成，主要反应如下：
2H₂（g）+CO（g）⇌CH₃OHg）；△H=-90.8kJ•mol^-1，T℃下此反应的平衡常数为160．此温度下，在密闭容器中开始只加入CO、H₂，反应10min后测得各组分的浓度如表：

物质	H2	CO	CH3OH
浓度/（mol•L-1）	0.2	0.1	0.4

①该时间段内反应速率v（H₂）=______mol^-1•L^-1•min^-1．
②比较此时正、逆反应速率的大小：v_正______v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是______．

Answer 1

（1）①C（s）+H2O（g） 高温 . CO（g）+H2（g）的平衡常数K=c(CO)•c(H2)c(H2O)，故答案为：c(CO)•c(H2)c(H2O)；②A．加入固体C（s），不影响平衡移动，故A错误；B．加入H2O（g），水蒸气的浓度增...