能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的绿色能源之一.
(1)利用工业废气CO
2可制取甲醇,已知常温常压下下列反应的能量关系如图:
则CO
2与H
2反应生成CH
3OH的热化学方程式为
(2)CH
4和H
2O(g)通过下列转化也可以制得CH
3OH;
I.CH
4(g)+H
2O(g)⇌CO(g)+3H
2(g)△H
1>0
II.CO(g)+2H
2(g)⇌CH
3OH(g)△H
2<0
将1.0molCH
4和3.0molH
2O(g)通入反应室(容积为100L)中,在一定条件下发生反应I,CH
4的转化率与温度、压强的关系如图所示.
①已知温度为T
1℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H
2表示的平均反应速率为
;
②图中的p
1 p
2(填“<”、“>”或“=”),判断的理由是
.
③若反应II在恒容密闭容器进行,下列能判断反应II达到平衡状态的是
(填序号).
a.生成CH
3OH的速率与消耗CO的速率相等 b.混合气体的密度不变
c.混合气体的总物质的量不变 d.CH
3OH、CO、H
2的浓度都不再发生变化
④在某温度下,将一定量的CO和H
2投入10L的密闭容器中发生反应II,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol•L
-1)变化如下表所示:
| 0min | 5min | 10min |
CO | 0.1 | | 0.05 |
H2 | 0.2 | | 0.2 |
CH3OH | 0 | 0.04 | 0.05 |
若5min时只改变了某一条件,10min时测得各物质浓度如表,则所改变的条件是
;10min时v
正 v
逆(填“<”、“>”或“=”).