问题标题:
【甲醇是一种重要的化工原料,请根据以下材料回答相应的问题:Ⅰ已知:①CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-51kJ•mol-1;②部分物质的反应能量变化如图Ⅰ所示;③利用原电池原】
问题描述:
甲醇是一种重要的化工原料,请根据以下材料回答相应的问题:
Ⅰ已知:①CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-51kJ•mol-1;
②部分物质的反应能量变化如图Ⅰ所示;
③利用原电池原理将CO转化为甲醇如图Ⅱ所示.
(1)写出CO2和H2反应生成CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式___.
(2)该电池中正极的电极反应式为___.
Ⅱ甲醇不完全燃烧产生的CO可利用I2O5来除去,其反应为5CO(g)+I2O5(s)⇌5CO2(g)+I2(s).不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO,测得的CO2体积分数随着时间t变化曲线如图所示.则:
(1)T2温度时,0-0.5min的反应速率v(CO)=___.
(2)T1温度时,反应达到平衡,CO的转化率为___,化学平衡常数K=___(用具体数值表示).
(3)下列说法正确的是___(填编号).
A.容器内压强不变,表明反应达到平衡状态
B.容器内气体面密度不变,表明反应达到平衡状态
C.单位时间内,消耗amolCO,同时消耗2amolCO2,表面反应v(正)<v(逆)
D.两种温度下,c点时体系中混合气体的压强相等
E.5CO(g)+I2O5(s)⇌5CO2(g)+I2(s),该反应为吸热反应
(4)b点时温度不变,若将容器体积增大至原来的两倍,请在图中补充画出CO2体积分数随着时间t的变化曲线.
苏宝库回答:
由①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-91kJ•mol-1;而②CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-51kJ•mol-1;根据盖斯定律可知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),△H=①-②=-91+51=40kJ•mol-1,故答案为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),△H=-40kJ•mol-1;
(2)该电池中正极一氧化碳发生还原反应,电极反应式为:CO+4e-+4H+=CH3OH,故答案为:CO+4e-+4H+=CH3OH;
(3)0到0.5min时:
5CO(g)+I2O5(s)⇌5CO2(g)+I2(s)
起始量/mol 2 0
转化量/mol x x
a点量/mol 2-x x
根据a点时CO2的体积分数φ(CO2)=x2
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