11.甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景,CO2 加氢合成甲醇是合理利用CO2的有效途径.由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.58kJ•mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)?CO (g)+H2O(g)△H2
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H3=-90.77kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的△H2=+41.19 kJ•mol-1,反应 I自发进行条件是较低温(填“较低温”、“较高温”或“任何温度”).
(2)在一定条件下3L恒容密闭容器中,充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ,实验测得反应物在不同起始投入量下,反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线,如图1所示.①H2和CO2的起始的投入量以A和B两种方式投入
A:n(H2)=3mol,n(CO2)=1.5mol
B:n(H2)=3mol,n(CO2)=2mol,曲线 I代表哪种投入方式A(用A、B表示)
②在温度为500K的条件下,按照A方式充入3mol H2和1.5mol CO2,该反应10min时达到平衡:a.此温度下的平衡常数为450;500K时,若在此容器中开始充入0.3molH2和0.9mol CO2、0.6molCH3OH、0.6molH2O,反应在开始时向正方向进行.b.在500K时,恒压条件下按照A方式充入3mol H2和1.5mol CO2,平衡时二氧化碳的转化率大于60%(大于、小于、等于)

(3)固体氧化物燃料电池是一种新型的燃料电池,它是以固体氧化锆氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过,该电池的工作原理如图3所示,其中多孔电极均不参与电极反应,图2是甲醇燃料电池的模型.
①写出该燃料电池的负极反应式CH3OH-6e-+3O2-=CO2↑+2H2O.
②如果用该电池作为电解氯化钠溶液的电池装置,当有16g甲醇发生反应时,则理论上阴极产生的H2在标况下是33.6L.

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