甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+206.0kJ•molˉ1
II:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-129.0kJ•molˉ1
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)将1.0mol CH4和1.0mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。
①假设100℃时达到平衡所需构时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为 。
②1000C时反应I的平衡常数为 。
(3)在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下,将a molCO与2a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇,平衡后将容器舶容积压缩到原来的1/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是 (填字母序号)。
A.平衡常数K增大 | B.正反应速率加快,逆反应速率减慢 |
C.CH3OH的物质的量增加 | D.重新平衡c(H2)/c(CH3OH)减小 |
(4)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将CO2+氧化成CO3+,然后以CO3+做氧化剂再把水中的甲醇氧化成CO2而净化。若下图装置中的电源为甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池,则电池正极的电极反应式: ,该电池工作时,溶液中的OHˉ向 极移动。净化含1mol甲醇的水,燃料电池转移电子 mol。
已知反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) 的Kc=0.5(1273K)。若起始浓度c(CO) = 0.05 mol·L-1,c(CO2) = 0.01 mol·L-1,请回答:
(1)判断化学反应进行的方向并计算反应物、生成物的平衡浓度。
(2)CO的转化率是多少?
)将等物质的量的A、B混合于2L密闭容器中发生如下反应:
3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g) 经5分钟后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率是0.1mol/(L·min) 求:
(1)此时A的浓度及反应开始前容器中A、B的物质的量分别为、、
(2)B的平均反应速率
(3)x=
在一定条件下,向体积为2 L的容器中加入2 mol O2和3 mol SO2使之反应生成SO3气体:2SO2+ O22SO3,2 min时,测得O2的物质的量为1.6 mol,则:
(1)2min内,平均反应速率v(SO3)=
(2)2min时,SO2的浓度为
在某温度下,将H2和I2各0.10mol 的气态混合物充入10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得 c(H2)= 0.0080mol/L
(1)求该反应的平衡常数。
(2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2各0.20mol 的气态混合物,试求达到化学平衡状态时各物质的物质的量浓度。
把0.2molX气体和0.5molY气体混合于1L密闭容器中,使它们发生如下反应:2X(g)+3Y(g)=nZ(g)+4W(g)。2min末已生成0.2molW,若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05mol/(L•min),试计算:
(1)前2min内用W的浓度变化表示的平均反应速率;
(2)2min末时Y的浓度;
(3)化学反应方程式中n的值是多少?