(共15分)甲醇合成反应及其能量变化如图所示:
(1)写出合成甲醇的热化学方程式 。
(2)实验室在1 L的密闭容器中进行模拟合成实验。将1 mol CO和2 mol H2通入容器中,分别恒温在300 ℃和500 ℃反应,每隔一段时间测得容器内CH3OH的浓度如下表所示:
时间浓度(mol/L)温度
|
10 min
|
20 min
|
30 min
|
40 min
|
50 min
|
60 min
|
300 ℃
|
0.40
|
0.60
|
0.75
|
0.84
|
0.90
|
0.90
|
500 ℃
|
0.60
|
0.75
|
0.78
|
0.80
|
0.80
|
0.80
|
(2)在300 ℃反应开始10 min内,H2的平均反应速率为v(H2) 。
(3)在500 ℃达到平衡时,平衡常数K=________。
(4)在另一体积不变的密闭容器中,充入1.2 mol CO和2.0 mol H2,一定条件下达到平衡,测得容器中压强为起始压强的一半。计算该条件下H2的转化率为________。
(5)铜基催化剂具有活性高、选择性好和条件温和的特点,已广泛地使用于CO/CO2的加氢合成甲醇。使用铜基催化剂后,该反应中a的大小变化对反应热ΔH有无影响?(填有或无)_____________。
(6)2009年,长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术上获得新突破,原理如图所示。
请写出从C口通入O2发生的电极反应式 。
(7)用上述电池做电源,用下图装置电解饱和食盐水(C1、C2均为石墨电极)。
①该反应的离子方程 。
②电解开始后在电极___________的周围(填“C1”或“C2”)先出现红色。