化学在能源开发与利用中起着重要的作用,如甲醇、乙醇、二甲醚(CH3OCH3)等都是新型燃料.(1)在Cu2O/ZnO做催化剂的条件下CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),将CO(g)和H2(g)充入容积为2L的
化学在能源开发与利用中起着重要的作用,如甲醇、乙醇、二甲醚(CH3OCH3)等都是新型燃料.
(1)在Cu2O/ZnO做催化剂的条件下CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),将CO(g)和H2(g)充入容积为2L的密闭容器中合成CH3OH(g),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图1.
根据题意回答下列问题:
①反应达到平衡时,平衡常数表达式K=___;
升高温度,K值___(填“增大”、“减小”或“不变”).
②在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=___.
③若其它条件不变,对处于Z点的体系,将体积压缩至原来的12,达到新的平衡后,下列有关该体系的说法正确的是___.
a.氢气的浓度与原平衡比减少 b.正、逆反应速率都加快
c.甲醇的物质的量增加 d.重新平衡时n(H2)n(CH3OH)增大
(2)催化剂存在的条件下,在固定容积的密闭容器中投入一定量的CO和H2,可制得乙醇(可逆反应).该反应过程中能量变化如图2所示:
①写出CO和H2制备乙醇的热化学反应方程式___.
②在一定温度下,向上述密闭容器中加入1mol CO、3mol H2及固体催化剂,使之反应.平衡时,反应产生的热量为Q kJ,若温度不变的条件下,向上述密闭容器中加入4mol CO、12mol H2及固体催化剂,平衡时,反应产生的热量为w kJ,则w的范围为___.
(3)二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,具有清洁、高效的优良性能.以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池,其工作原理与甲烷燃料电池原理相类似.该电池中负极上的电极反应式是___.