能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应II:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
①反应I的平衡常数表达式为K=________________________
②下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
由表中数据判断ΔH2________0,ΔS______0 (填“>”、“=”或“<”=)。
③对于反应II,若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是__________。
A.升高温度 | B.将CH3OH(g)从体系中分离 |
C.充入He,使体系总压强增大 | D.按原比例再充入 CO和 H2 |
④某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)="0.2" mol·L-1,则CO的转化率为________,此时的温度为_______(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ·mol-1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ·mol-1
③ H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式____________________。
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如下图所示的电池装置。
①该电池中OH-向_______极移动(填“正”或“负”)
②该电池负极的电极反应为_________________________。
③用该电池电解(惰性电极)500mL某CuSO4溶液,电解一段时间后,为使电解质溶液恢复到原状态,需要向溶液中加入9.8g Cu(OH)2固体。则原CuSO4溶液的物质的量浓度为_______________,电解过程中收集到标准状况下的气体体积为__________________。