Question

在763K、3.04×10⁴ kPa時，用CO和H₂為原料合成CH₃OH，存在下列平衡：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)，當原料中H₂和CO的比例不同時，對CO的轉化率及平衡混合氣中甲醇的體積分數都有影響。

(1)設H₂和CO的起始物質的量比為m，平衡時CO的轉化率為a，平衡混合物中甲醇的體積分數為y，試推斷y、a、m三者的相互關系，并用y=f(a·m)的函數表達式表示出來。

(2)將表中已知數據代入導出的表達式中，把計算結果填入空格中。

m	a	y
1	0.25
2	0.45
3		19.35%

(3)根據表中數據，判斷用CO和H₂合成甲醇時，H₂和CO的最佳體積比是多少？并簡述依據。

Answer 1

解析：(1)CO(g)+2H₂(g) CH₃OH    (g)

始            1          m                    0

變            a          2a                   a

平           1-a      m-2a                 a

y=×100%=×100%

(2)(3)代入數據即可。

答案：(1)y=×100%

(2)

m	a	y
		16.67%
		21.43%
	0.56

(3)當m=2時，CO轉化率大，而這時平衡混合氣體中CH₃OH的體積百分數最高，故最佳比為n(H₂)∶n(CO)=2∶1。