3.
\(\rm{(14}\)分\(\rm{)}\)甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张。工业上利用\(\rm{CO}\)可以合成甲醇。
\(\rm{(1)}\)已知:\(\rm{C{H}_{3}OH\left(g\right)+ \dfrac{3}{2}{O}_{2}(g)=C{O}_{2}(g)+2{H}_{2}O(l)\;\;∆H=-764.5KJ·mo{l}^{-} CO(g)}\)、\(\rm{H_{2}(g)}\)的燃烧热分别为\(\rm{283.0 kJ·mol^{−1}}\)、\(\rm{285.8 kJ·mol^{−1}}\),则:\(\rm{CO\left(g\right)+2{H}_{2}(g)=C{H}_{3}OH\left(g\right)\;\;\;∆H= }\) \(\rm{KJ·mo{l}^{-} }\)
\(\rm{(2)}\)一定条件下,在容积为\(\rm{VL}\)的密闭容器中充入\(\rm{a molCO}\)与\(\rm{2a mol H_{2}}\)合成甲醇平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
\(\rm{①P_{1}}\)________\(\rm{P_{2}(}\)填“\(\rm{ > }\)” 、“\(\rm{ < }\)” 或“\(\rm{=}\)” \(\rm{)}\),理由是___________________。
\(\rm{②}\)该甲醇合成反应在\(\rm{A}\)点的平衡常数\(\rm{K=}\)_______\(\rm{(}\)用\(\rm{a}\)和\(\rm{V}\)表示\(\rm{)}\)
\(\rm{③}\)该反应达到平衡时,反应物转化率的关系是:\(\rm{CO}\)______\(\rm{H_{2}(}\)填“\(\rm{ > }\)” 、“\(\rm{ < }\)” 或“\(\rm{=}\)” \(\rm{)}\)
\(\rm{④}\)下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高\(\rm{CO}\)转化率的是__。
\(\rm{a.}\)使用高效催化剂 \(\rm{b.}\)降低反应温度 \(\rm{c.}\)增大体系压强
\(\rm{d.}\)不断将\(\rm{CH_{3}OH}\)从反应混合物中分离出来 \(\rm{e.}\)增加等物质的量的\(\rm{CO}\)和\(\rm{H_{2}}\)
\(\rm{(3)}\)固体氧化物燃料电池\(\rm{(SOFC)}\)甲醇燃料电池以固体氧化物为电解质,采用铂作为电极催化剂,若燃料用甲醇,写出负极的电极反应式____。
\(\rm{(4)}\)利用上述反应,一定温度下,向容积相同的\(\rm{3}\)个密闭容器中,按照甲、乙、丙三种不同的投料方式加入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下:下列说法正确的是_________________________
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | \(\rm{1molCO}\) \(\rm{2molH_{2}}\) | \(\rm{1molCH_{3}OH}\) | \(\rm{2molCH_{3}OH}\) |
平衡 时数 据 | \(\rm{CH_{3}OH}\)的浓度\(\rm{(mol·L^{-1})}\) | \(\rm{c_{1}}\) | \(\rm{c_{2}}\) | \(\rm{c_{3}}\) |
反应吸收或放出的能量\(\rm{(KJ)}\) | \(\rm{a}\) | \(\rm{b}\) | \(\rm{c}\) |
体系压强\(\rm{(Pa)}\) | \(\rm{P_{1}}\) | \(\rm{P_{2}}\) | \(\rm{P_{3}}\) |
反应物转化率 | \(\rm{α_{1}}\) | \(\rm{α_{2}}\) | \(\rm{α_{3}}\) |
A.\(\rm{2c_{1} > c_{3}}\) \(\rm{B.a+b < 90. 1}\) \(\rm{C.2P_{2} < P_{3}}\) \(\rm{D.α_{1}+α_{3} < 1}\)