Question

(10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的产量随光照时间的变化如下图所示。

(1) 在O?30小时内，CH₄的平均生成速率和由大到小的顺序为_________；反应开始后的15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) △H=+206kJ·mol^-1。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，此时测得CO的物质的量为O.10 mol,CH₄的平衡转化率为91 %，则此温度下该反应的平衡常数为_________ (计算结果取整数）。
(3) 该反应产生的CO和H₂可用来合成可再生能源甲醇，已知CO(g)、CH₃OH⑴的燃烧热分别为和，则CH₃OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H₂O(l)的热化学方程式为_________。
(4)工业上常利用反应CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH (g), △H<0合成甲醇，在230°C?270°C最为有利。为研究合成气最合适的起始组成比n(H₂)：n(C0),分别在230°C、250⁰C和270⁰C进行实验，结果如图。

①270⁰C的实验结果所对应的曲线是_________ (填字母）；
②230⁰C时，工业生产适宜釆用的合成气组成n(H₂):n(CO)的比值范围是_________ (填字母）。
A. 1 ?1.5   B. 2. 5?3  C. 3. 5?4. 5
(5) 某同学以石墨为电极，以KOH溶液为电解质设计甲醇燃料电池，其负极的电极反应式为_________。

Answer 1

（10分）（1）v(Ⅰ) > v(Ⅱ) > v(Ⅲ) （1分）  II （1分）
（2）28 (mol·L^-1)²（2分，不带单位不扣分，得出27同样得分）
（3）CH₃OH (l) + O₂(g) =" CO(g)" + 2H₂O(l) △H=－443.5 kJ·mol^-1（2分）
（4）① Z （1分）  ② B （1分）
（5）CH₃OH-6e^-+8OH^- = CO₃^2-+6H₂O（2分）

解析