题目内容
甲醇是一种重要的可再生资源。
(1)已知:2CH4(g)+O2(g) =2CO(g)+4H2(g) △H=akJ•mol-1
CO(g) +2H2(g)=CH3OH(g) △H=bkJ•mol-1
写出由CH4和O2制取CH3OH(g)的热化学方程式:____________________________。
(2)反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K的表达式为________________;甲图是反应时CO和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间(t)的变化曲线。从反应开始至达到平衡时,用H2表示的反应速率υ(H2)=________________。
(3)在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO和20 mol H2,发生反应并达到平衡,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化曲线如图乙所示。
①能判断该反应达到化学平衡状态的是_______(填选项字母)。
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.H2的转化率和CO的转化率相等
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
②比较A、B两点压强大小P(A)________P(B)(填“>、<、=”)。
③比较KA、KB、KC的大小:________________。
(4)以甲醇为燃料,O2为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)。若KOH溶液足量,写出燃料电池负极的电极反应式:________________________。
在温度T1和T2时,分别将0.50 mol CH4和1.2 mol NO2充入体积为1 L的密闭容器中,发生如下反应: CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ,测得n(CH4)随时间变化数据如下表:
温度 | 时间/min | 0 | 10 | 20 | 40 | 50 |
T1 | n(CH4) /mol | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
T2 | n(CH4) /mol | 0.50 | 0.30 | 0.18 | …… | 0.15 |
下列说法正确的是( )
A. T2时CH4的平衡转化率为70.0%
B. 该反应的△H>0、T1<T2
C. 保持其他条件不变,T1时向平衡体系中再充入0.30molCH4和0.80molH2O(g),平 衡向正反应方向移动
D. 保持其他条件不变, T1时向平衡体系中再充入0.50 mol CH4和1.20 mol NO2,与原平衡相比,达新平衡时N2的浓度增大、体积分数减小