Question

（12分）利用光能和光催化剂，可将CO₂和H₂O(g)转化为CH₄和O₂。紫外光照射时，在不同催化剂（I,II,III）作用下，CH₄产量随光照时间的变化如图所示。               

（1）在0-15小时内，CH₄的平均生成速率 vⅠ、vⅡ和v Ⅲ 从大到小的顺序为         ；

反应开始后的30小时内，在第       种催化剂的作用下，收集的CH₄最多。

（2）将所得CH₄与H₂O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)，该反应的△H=+206 kJ•mol^-1

①在答题卡的坐标图中，画出反应过程中体系的能量变化图（进行必要的标注）

②将等物质的量的CH₄和H₂O(g)充入1L恒容密闭容器，某温度下反应达到平衡，平衡常数K=27，此时测得CO的物质的量为0.10mol，求CH₄的平衡转化率（计算结果保留两位有效数字）。

（3）已知CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)　H= -890kJ·mol^-1，现有甲烷和一氧化碳的混合气体共0.75mol，完全燃烧后生成气态二氧化碳和18g液态水，并放出515kJ热量，请写出一氧化碳燃烧的热化学方程式__________________                                         。

 

Answer 1

（共12分）

（1）vⅡ>vⅠ>vⅢ（2分）    Ⅲ（2分）

（2）①（2分）图略，划出正确能量变化1分，标出反应热1分

②设开始时通入CO和H₂(g)的物质的量浓度分别为a

CH₄ (g)+H₂O(g)  CO(g)+3H₂(g)

开始物质的量浓度（mol/L）     a      a         0      0

转化物质的量浓度（mol/L）    0.1     0.1         0.1   0.3

平衡物质的量浓度（mol/L）  a-0.1    a-0.1        0.1   0.1       （2分）

因为 K＝=                  = 27，     所以得a=0.11mol/L（1分）

CO的转化率==91%（1分）

（3）CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g)   △H＝―280kJ／mol  （2分）

解析:略