（本题共8分）水煤气法制甲醇工艺流程框图如下 (注:除去水蒸气后的水煤气含55～59%的H 2 ，15～18%的CO，1

（本题共8分）
水煤气法制甲醇工艺流程框图如下

(注:除去水蒸气后的水煤气含55～59%的H ₂ ，15～18%的CO，11～13%的CO ₂ ，少量的H ₂ S、CH ₄ ，除去H ₂ S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH ₄ 转化成CO，得到CO、CO ₂ 和H ₂ 的混合气体，是理想的合成甲醇原料气，即可进行甲醇合成)
（1）制水煤气的主要化学反应方程式为：C（s）+H ₂ O（g） CO（g）+H ₂ （g），此反应是吸热反应。①此反应的化学平衡常数表达式为 ；
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是 。

A．加入C（s）

B．加入H 2 O（g）

C．升高温度

D．增大压强

（2）将CH ₄ 转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：
CH ₄ (g)+3/2O ₂ (g) CO (g)+2H ₂ O (g) +519KJ。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）
① X在T ₁ ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10 ⁵ 倍；
② Y在T ₂ ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10 ⁵ 倍；
③ Z在T ₃ ℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×10 ⁶ 倍；
已知：T ₁ ＞T ₂ ＞T ₃ ，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10m ³ 甲醇合成塔，在催化剂作用下，进行甲醇合成，主要反应是：2H ₂ (g) + CO(g) CH ₃ OH(g)+181.6kJ。T ₄ ℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入CO、H ₂ ，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	H 2	CO	CH 3 OH
浓度/（mol·L － 1 ）	0.2	0.1	0.4

①比较此时正、逆反应速率的大小： v _正 v _逆 （填“>”、“<”或“＝”)。
②若加入同样多的CO、H ₂ ，在T ₅ ℃反应，10 min后达到平衡，此时c(H ₂ )＝0.4 mol·L ^{－ 1} 、c(CO)＝0.7 mol·L ^{－ 1} 、则该时间内反应速率 v (CH ₃ OH) ＝ mol·(L·min) ^{－ 1} 。
（4）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是 。