【题目】煤炭燃烧时产生大量SO2、NO对环境影响极大。
(1)使用清洁能源可有效减少SO2等的排放。煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案,最常见的液化方法为用煤生产CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下:
i:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-a kJ/mol
ii:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+b kJ/mol
iii:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3
ΔH3=________。
(2)在密闭容器中进行反应i,改变温度时,该反应中的所有物质都为气态,起始温度、体积相同(T1 ℃、2 L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:
反应时间 | CO2/mol | H2/mol | CH3OH/mol | H2O/mol | |
反应Ⅰ恒 温恒容 | 0 min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10 min | 4.5 | ||||
20 min | 1 | ||||
30 min | 1 | ||||
反应Ⅱ绝 热恒容 | 0 min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡后,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(Ⅰ)________K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”下同);平衡时CO2的浓度c(Ⅰ)________c(Ⅱ)。
②对反应Ⅰ,在其他条件不变下,若30 min时只改变温度为T2 ℃,再次平衡时H2的物质的量为2.5 mol,则T1________T2(填“>”“<”或“=”)。
③若30 min时只向容器中再充入1 mol H2(g)和1 mol H2O(g),则平衡________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(3)研究人员发现,将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。在一定温度下,于2 L的恒容密闭容器中充入0.1 mol NO和0.3 mol CO发生该反应,如图为容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值(p/p0)随时间的变化曲线。
①0~5 min内,该反应的平均反应速率v(NO)=________;平衡时N2的产率为________。
②若13 min时,向该容器中再充入0.06 mol CO2,15 min时再次达到平衡,此时容器内/的比值应在图中A点的________(填“上方”或“下方”)。