一道高三的化学计算题,

题目

一道高三的化学计算题,
CO和CO2可以合成甲醇:CO+2H2=CH3OH,CO+3H2=CH3OH+H2O
CO和H2可以通过以下反应制备:1)CH4+H2O(g)=CO+3H2,2)CO+H2O(g)=CO2+H2
1)的产物合成甲醇时H2过量而2)中H2不足,为了充分利用原料,可将2个反应混合使用
(1)反应1)和反应2)的产物气体混合的最佳比例_________
(2)设1)的产物和2)的产物混合气体67.2L,其中CO的体积分数x得到甲醇的物质的量y,写出x与y的函数关系

答案

（1）不妨设产物气体中CO和CO2的气体总量为1.设CO含量为x,CO2含量为（1-x）.
则：
1)CH4+H2O(g)=CO+3H2 所得CO为x,所得H2为3x
2)CO+H2O(g)=CO2+H2 所得CO2为（1-x）,所得H2为（1-x）
由之前的合成方程式我们可以得到x摩尔CO需H2量为2x摩尔,（1-x）摩尔CO2需H2量为3（1-x）摩尔.因此可得方程如下：
3x+（1-x）=3（1-x）+2x
x=2/3
（2）如果题中气体体积为S.T.P.下数据,则可算得气体物质的量为3摩尔.则个气体物质的量如下：
CO：3x ；
由反应1产生的H2：9x ；
CO2（这个量与反应2产生的H2量相同）（1-3x-9x）/2
由合成甲醇的两个方程式所得：甲醇的物质的量与CO、CO2的总物质的量,即y相等.则：
y=3x+（1-3x-9x）/2=1/2-3x
x定义域[0,1/4]