Question

甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，二氧化碳加氢合成甲醇是合理利用二氧化碳的有效途径。由二氧化碳制备甲醇过程中可能涉及反应如下：

反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58KJ/mol

反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2

反应Ⅲ：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H3=-90.77KJ/mol

回答下列问题：

（1）反应Ⅱ的△H2= ，反应Ⅰ自发进行条件是 （填“较低温”、“较高温”或“任意温度”）。

（2）在一定条件下3L恒容密闭容器中，充入一定量的氢气和二氧化碳仅反应反应Ⅰ，实验测得反应物在不同起始投入量下，

体系中二氧化碳的平衡转化率与温度的关系曲线，如图1所示。

① 氢气和二氧化碳的起始的投入量以A和B两种方式投入

A：n(H2)=3mol n(CO2)=1.5mol

B：n(H2)=3mol n(CO2)=2mol，曲线Ⅰ代表哪种投入方式 （用A、B表示）

②在温度为500K的条件下，按照A方式充入3摩尔氢气和1.5摩尔二氧化碳，该反应10分钟时达到平衡：A．此温度下的平衡常数为 ；500K时，若在此容器中开始充入0.3摩尔氢气和0.9摩尔二氧化碳、0.6摩尔甲醇、x摩尔水蒸气，若使反应在开始时正向进行，则x应满足的条件是 。

b．在此条件下，系统中甲醇的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示，当反应时间达到3分钟时，迅速将体系温度升至600K，请在图2中画出3～10分钟内容器中甲醇的浓度变化趋势曲线。

（3）固体氧化物燃料电池是一种新型的燃料电池，它是以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2-）在其间通过，该电池的工作原理如图3所示，其中多孔电极均不参与电极反应。图3是甲醇燃料电池的模型。

①写出该燃料电池的负极反应式 。

②如果用该电池作为电解装置，当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量最多为 摩尔。

Answer 1