工业上用\(\rm{CO}\)生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:\(\rm{CO(g)+2H_{2}(g)⇌ CH_{3}OH(g)}\)
\(\rm{(1)}\)图\(\rm{1}\)是反应时\(\rm{CO}\)和\(\rm{CH_{3}OH(g)}\)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用\(\rm{CO}\)浓度变化表示平均反应速率\(\rm{v(CO)=}\)________。
\(\rm{(2)}\)图\(\rm{2}\)表示该反应进行过程中能量的变化。曲线________\(\rm{(}\)填“\(\rm{a}\)”或“\(\rm{b}\)”\(\rm{)}\)表示使用催化剂后的能量变化,写出反应的热化学方程式________________________________;选择适宜的催化剂,________\(\rm{(}\)填“能”或“不能”\(\rm{)}\)改变该反应的反应热。
\(\rm{(3)}\)合成气经压缩升温后进入\(\rm{10m^{3}}\)甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行合成甲醇。\(\rm{T℃}\)下此反应的平衡常数为\(\rm{160}\)。此温度下,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 | \(\rm{H_{2}}\) | \(\rm{CO}\) | \(\rm{CH_{3}OH}\) |
浓度\(\rm{/(mol·L^{-1})}\) | \(\rm{0.2}\) | \(\rm{0.1}\) | \(\rm{0.4}\) |
比较此时正、逆反应速率的大小:\(\rm{v_{正}}\)_________\(\rm{v_{逆}(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)。
\(\rm{(4)}\)恒容条件下,下列措施中能使\(\rm{\dfrac{n({C}{{{H}}_{3}}{OH})}{n({CO)}}}\)增大的方法有________。
\(\rm{A.}\)升高温度 \(\rm{B.}\)充入\(\rm{He}\)气
\(\rm{C.}\)再充入\(\rm{1 mol CO}\)和\(\rm{2 mol H_{2}}\) \(\rm{D.}\)使用催化剂
\(\rm{(5)}\)利用甲醇作燃料,可制成甲醇燃料电池。
\(\rm{①}\)写出甲醇燃料电池负极反应方程式\(\rm{(}\)石墨作电极,\(\rm{KOH}\)为电解质溶液\(\rm{)}\)。
负极:__________________________________________________________________。
\(\rm{②}\)惰性材料作电极时,用甲醇燃料电池电解足量的\(\rm{0.1 mol/L}\)的\(\rm{CuSO_{4}}\)溶液,若电解过程中能量转化率为\(\rm{80\%}\),当消耗\(\rm{1 mol}\)甲醇时,阳极产物的质量为________\(\rm{g}\)。