11.

當前情況下散燒煤和沒有清潔的煤是造成中國城市霧霾或者東部霧霾的主要原因,煤的氣化是解決霧霾,清潔地利用煤炭的重要途徑之一.
(1)已知:H
2O(g)=H
2O(l)△H=44KJ/mol
| 物質(zhì) | H2(g) | C(s) | CO(g) |
| 燃燒熱KJ/mol | 285.8 | 393.5 | 283.0 |
①請寫出煤的氣化反應(yīng)生成合成氣(CO和H
2)的熱化學(xué)方程式H
2O(g)+C(s)=CO(g)+H
2(g)△H=+131.3kJ/mol.
②在恒溫、恒容的反應(yīng)器中,能表明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是abef.
a.混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變 b.氣體壓強不再改變
c.各氣體濃度相等 d.反應(yīng)體系中溫度保持不變
e.斷裂氫氧鍵速率是斷裂氫氫鍵速率的2倍 f.混合提前密度不變
g.單位時間內(nèi),消耗水的質(zhì)量與生成氫氣的質(zhì)量比為9:1
(2)甲醇是重要的化工原料,又可作為燃料,工業(yè)上利用合成氣(主要成分為CO、CO
2、H
2)在催化劑的作用下合成甲醇,其中部分主要反應(yīng)如下:
CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(g)+H
2O(g)△H=-58kJ/mol
①請推斷該反應(yīng)自發(fā)進行的條件為由于該反應(yīng)△S<0,△H<0,故根據(jù)△G=△H-T△S<0,反應(yīng)自發(fā),可判斷該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進行.
②若將1 mol CO
2和2 mol H
2充入容積為2L的恒容密閉容器中,在兩種不同溫度下發(fā)生反應(yīng),測得CH
3OH的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示.曲線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平成常數(shù)大小關(guān)系為K
Ⅰ>K
Ⅱ(填“>”或“=”或“<”);若5 min后反應(yīng)達到平衡狀態(tài),H
2的轉(zhuǎn)化率為90%,則用CO
2表示的平均反應(yīng)速率為0.06mol/(L.min),該溫度下的平衡常數(shù)為450;若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是d.
a.升高溫度 b.使用合適的催化劑 c.充入He d.按原比例再充入CO
2和H
2③CH
4燃料電池利用率很高,裝置中添加1L 2mol/L的KOH溶液為電解質(zhì),持續(xù)緩慢通入標準狀況下甲烷2.24L時負極電極反應(yīng)為CH
4-8e
-+10OH
-=CO
32-+7H
2O.