3.
甲醛\(\rm{(HCHO)}\)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。利用甲醇一定条件下直接脱氢可制甲醛,反应方程式如下\(\rm{CH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{OH(g)}\)\(\rm{⇌ }\)\(\rm{HCHO(g)+H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g) ΔH}\)\(\rm{{\,\!}_{1}}\)
实验测得随温度升高,平衡常数如下表所示。
\(\rm{(1)}\)若恒温恒压的容器中进行上述反应,下列可判断反应到达平衡状态的是______。
A.混合气体的密度
B.\(\rm{CH_{3}OH}\)、\(\rm{HCHO}\)的物质的量浓度之比为\(\rm{1︰1}\)
C.\(\rm{H_{2}}\)的体积分数不再改变
D.单位时间内甲醛的生成量与氢气的消耗量相等
\(\rm{(2)T_{1}}\)时,\(\rm{CH_{3}OH}\)、\(\rm{HCHO}\)、\(\rm{H_{2}}\)起始浓度\(\rm{(mol⋅L^{-1})}\)分别为\(\rm{1.0}\)、\(\rm{0.50}\)、\(\rm{1.0}\),反应达到平衡时,\(\rm{HCHO}\)的体积分数_______\(\rm{20\%(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{=}\)”、“\(\rm{ < }\)”\(\rm{)}\)。
\(\rm{(3)}\)工业上采用膜分离器\(\rm{(}\)对氢气具有很高的选择性和透过率\(\rm{)}\)催化脱氢,装置如图。为探究转化率变化,分别在常规反应器和膜反应器中,改变原料气压强,控制相同温度,经过相同反应时间,测定甲醇转化率,实验结果如图。
\(\rm{①A}\)点:\(\rm{v_{正}}\)__\(\rm{v_{逆}(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{=}\)”、“\(\rm{ < }\)”\(\rm{)}\),理由是______________________;
\(\rm{②B}\)点比\(\rm{A}\)点转化率高的原因是_______________________________________。
\(\rm{(4)}\)体系中加入一定量氧气有利于甲醛的生成。反应体系中存在下列反应: \(\rm{CH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)
\(\rm{OH(g)+ 1/2O}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)
\(\rm{(g)}\)\(\rm{⇌ }\)
\(\rm{CH}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)
\(\rm{O(g)+H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)
\(\rm{O(g) ΔH}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)
\(\rm{{\,\!}}\)\(\rm{H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)+ 1/2O}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)}\)\(\rm{⇌ }\)\(\rm{H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O(g) ΔH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)
则\(\rm{ΔH_{2}}\)、\(\rm{ΔH_{3}}\)的大小关系是\(\rm{ΔH_{2}}\)__\(\rm{ΔH_{3}(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{=}\)”、“\(\rm{ < }\)”\(\rm{)}\)。