工业上用CH4和H2O为原料通过下列反应在一定条件下制备新型燃料甲醇,反应如下:①CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H1②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H2请按要求回答下列问题:(1)将0.20
工业上用CH4和H2O为原料通过下列反应在一定条件下制备新型燃料甲醇,反应如下:
①CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H1
②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H2
请按要求回答下列问题:
(1)将0.20molCH4和0.30molH2O(g)通入容积为2L的密闭容器中,在一定条件下发生反应①,达到平衡时CH4的转化率与温度、压强的关系如图1.当温度不变缩小体积时此反应的逆反应速率(填“增大”、“减小”或“不变”)______;△H1______0,pl______p2(均填“<”、“=”或“>”);pl、100°C时平衡常数的值K=______.
(2)为了探究反应②合成甲醇适宜的温度和压强,某同学设计了以下三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中,请在空格中填入剩余的实验条件数据.
实验编号T/℃n(CO)/n(H2)p/MPaⅠ150130.1Ⅱ______13
13
5Ⅲ30013
13
______
若在300°C时其他条件不变,将该反应容器容积压缩到原来的l/2,重新平衡时CH3OH的物质的量的变化是______,K的变化是______(均填“增大”,“减小”或“不变”).
(3)已知在常温常压下:2CH3OH(I)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
H2O(g)=H2O(I)△H=-44.0kJ/mol,请计算32g新型燃料甲醇完全燃烧生成液态水放出热量为______kJ.
(4)新型燃料甲醇还可以用做燃烧电池,其反应原理如图2所示,电池工作时电子移动方向是(极板用M、N表示)______,负极电极反应式为______.若以该燃料电池作为电源,用石墨作电极电解500mL饱和食盐水,当两极共收集到1.12L(标准状况下、不考虑气体的溶解及反应)时,常温下所得溶液的pH=______(假设反应前后溶液体积不变).