利用光能和光催化劑,可將CO
2和H
2O(g)轉(zhuǎn)化為CH
4和O
2.紫外光照射時,在不同催化劑(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)作用下,CH
4的產(chǎn)量隨光照時間的變化如圖1所示.
(1)在O?30小時內(nèi),CH
4的平均生成速率v(Ⅰ)、v(Ⅱ)和v(Ⅲ)由大到小的順序為
;反應(yīng)開始后的15小時內(nèi),在第
種催化劑的作用下,收集的CH
4最多.
(2)將所得CH
4與H
2O(g)通入聚焦太陽能反應(yīng)器,發(fā)生反應(yīng)CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g);△H=+206kJ.mol
-1.將等物質(zhì)的量的CH
4和H
2O(g)充入1L恒容密閉容器,某溫度下反應(yīng)達到平衡,此時測得CO的物質(zhì)的量為O.10mol,CH
4的平衡轉(zhuǎn)化率為91%,則此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
(計算結(jié)果取整數(shù)).
(3)該反應(yīng)產(chǎn)生的CO和H
2可用來合成可再生能源甲醇,已知CO(g)、CH
3OH(l)的燃燒熱△H分別為-283.0kJ?mol
-1和-726.5kJ?mol
-1,則CH
3OH(l)不完全燃燒生成CO(g)和H
2O(l)的熱化學方程式為
.
(4)工業(yè)上常利用反應(yīng)CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g),△H<0合成甲醇,在230℃?270℃最為有利.為研究合成氣最合適的起始組成比n(H
2):n(CO),分別在230℃、250℃和270℃進行實驗,結(jié)果如圖2.
①270℃的實驗結(jié)果所對應(yīng)的曲線是
(填字母);
②230℃時,工業(yè)生產(chǎn)適宜釆用的合成氣組成n(H
2):n(CO)的比值范圍是
(填字母).
A.1?1.5 B.2.5?3 C.3.5?4.5
(5)某同學以石墨為電極,以KOH溶液為電解質(zhì)設(shè)計甲醇燃料電池,其負極的電極反應(yīng)式為
.